Электрические схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов: Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: схемы, варианты, порядок изготовления

Схемы зарядных устройств

Классическая зарядка литиевых аккумуляторов, на основе популярной, и одной из самой доступной микросхемы. 13.12.2014 Читали: 71133      Простое самодельное устройство, предназначенное для недопускания глубокого разряда аккумуляторных батарей различного напряжения и ёмкости. 06.12.2014 Читали: 36601      Электрическая схема несложной зарядки для 12 В свинцово-кислотных аккумуляторов. Имеется автоматический режим — светодиод мигает, когда батарея заряжена. 03.11.2014 Читали: 37789      Обзор зарядного устройства BL-12SL. Небольшая китайская зарядка, предназначенная для работы с гелевыми свинцовыми аккумуляторами ёмкостью до 15 ампер.   03.04.2014 Читали: 20918      Схема устройства для подзарядки маленьких дисковых часовых батареек формата AG0 – AG13.   26.03.2014 Читали: 33327      Очередное самодельное зарядное устройство для 12-вольтового аккумулятора авто, собранное на отечественных радиодеталях. 04.03.2014 Читали: 62549      Мощное самодельное пуско-зарядное на тиристорах, для 24-х вольтовых аккумуляторов. 13.02.2014 Читали: 65364

Лабораторный БП 0-30 вольт Драгметаллы в микросхемах Металлоискатель с дискримом Ремонт фонарика с АКБ Восстановление БП ПК ATX Кодировка SMD деталей Справочник по диодам Аналоги стабилитронов

Зарядное на микросхеме для автомобильных батарей

Все знают, что трёхвыводные интегральные стабилизаторы типа 78L12 рассчитаны на ток чуть более 1 ампера, поэтому не могут использоваться в зарядных устройствах для авто. Но есть и другие, более мощные специализированные микросхемы, об одной из которых мы сейчас и узнаем.

Рисунок схемы зарядного устройства на MC78T12ABT

Выше представленная схема является очень простым примером, который может использоваться для зарядки автомобильных аккумуляторных батарей. В схеме используется мониторинг тока зарядки и напряжения на клеммах аккумуляторов. Схема основана на интегральной микросхеме

MC78T12ABT от Free scale. Микросхема MC78T12ABT — это не что иное, как стабилизатор LM7812, в корпусе ТО-3, с увеличенным выходным током в 3А.

Описание микросхемы

MC78T12ABT

Трансформатор понижает сетевое напряжение, Д1 и Д2 — диоды выпрямителя. Вторичная обмотка сетевого трансформатора имеет средний вывод, напряжение каждой полу обмотки составляет 15 вольт при токе в 3А. Конденсатор С1 -фильтрирующий и конденсатор С2 используется в качестве развязывающего. Диоды Д1-Д3 дают спад напряжения в 2.1 вольт на выводе GND микросхемы. Значит выходное напряжение с микросхемы составляет 14.1В (12+2.1). Сам аккумулятор заряжается через диод Д6, он так же играет роль защити от обратного тока батареи, когда сетевое напряжение отключено от первичной обмотки.

Измерительные приборы М1-амперметр, М2-вольтметр, должны иметь следующие характеристики: номинальное напряжение, которое измеряет вольтметр — 15 вольт, чем больше, тем лучше. Амперметр должен выдерживать ток в 3А, опять-таки лучше взять с запасом. Светодиод Д7 сигнализирует готовность зарядного устройства к роботе. Предохранитель в цепи первичной обмотки должен выдерживать ток в 1А.

Микросхема при роботе греется солидно, оптимальным вариантом будет прикрепить ее к радиатору, а светодиод с индикаторами нужно вывести на переднюю панель устройства, что сделает процесс зарядки более наглядным. Микросхема стоит недорого, но вот индикаторы найти трудновато, да и по цене они немного кусаются, но альтернатива есть всегда, в этом случае советую использовать индикаторы уровня выходного сигнала от старых магнитофонов, немного переделав шкалу, и добавив измерительный шунт для амперметра, можно получить нечем индикаторы нечем не хуже от покупных.

При монтаже микросхемы соблюдайте распиновку, перепутывание выводов неминуемо приведет к выходу микросхемы из строя. Превышение допустимого тока нагрузки тоже выводит микросхему из строя, поэтому не нагружайте ее слишком много. Хорошим корпусом для устройства будет готовый корпус формата Z-24, он легко обрабатывается, и весьма надёжен.

Зарядные устройства

Источники питания

Устройство предназначено для заряда аккумуляторов током, содержащим отрицательную составляющую (асимметричным током). Как показывает практика, при таком зарядном токе заметно повышается емкость батареи (до 15%), сокращается время, формовки активного вещества аккумуляторов и повышается стабильность разрядного тока.

Источники питания

«Сели» батарейки, и как всегда ─ не вовремя :- (, скорее всего, у каждого, имеющего дело с мобильными устройствами, возникала такая проблема. Что многие в таком случае делают: выбрасывают отработанный источник питания, покупают новый, и история повторяется.

Источники питания

 

В статье рассматривается схема несложного устройства, дополнив которым ваше зарядное устройство (ЗУ), процесс зарядки может быть автоматизирован. Так же оно поможет содержать ваш аккумулятор в заряженном состоянии в период длительного хранения, что способствует значительному увеличению его срока службы.

Источники питания

Устройство имеет простую схему, позволяет питать маломощную низковольтную аппаратуру и заряжать аккумуляторы. Это именно то, что нужно радиолюбителю-новичку.

Источники питания

 

Предлагаемое зарядное устройство разработано для зарядки стабильным током. Устройство несложно доработать и для зарядки 12-вольтовых аккумуляторов(вариант), подходит оно (без доработки) и для зарядки 6-вольтовых аккумуляторов. Схема зарядного устройства очень проста (см. рисунок).

Источники питания

 

В статье описано зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов, позволяющее устанавливать зарядный ток до 10 А и автоматически отключать зарядку аккумулятора при достижении установленного напряжения на нем. В статье приведены принципиальные схемы, рисунки монтажа деталей, печатной платы, конструкции устройства и дана методика его наладки.

Источники питания

Очень часто маломощные аккумуляторы необходимо зарядить в полевых условиях, где отсутствует питающая сеть 220 В/50 Гц. В этом случае выход из положения — использование энергии автомобильного генератора. Схема, предназначенная для этого, описывается в данной статье.

Источники питания

 

В данной статье представленна схема автономного зарядного устройство для мобильных телефонов. В нем может быть испозован любой тип аккумуляторов: пальчиковых типоразмера АА или ААА, дисковых аккумуляторов типа Д-0,5 или Д-0,25 и т.п.

Источники питания

В холодное время года старые автомобильные аккумуляторы начинают «капризничать» и их приходится подзаряжать. В большинстве случаев автолюбителю нужно к утру подзарядить слабый аккумулятор и для этого не обязательно иметь сложное зарядное устройство (ЗУ).

Источники питания

Давно уже известен тот факт, что заряд электрохимических источников питания асимметричным током, при соотношении Iзар: Iразр = 10:1, в частности кислотных аккумуляторов, приводит к устранению сульфатации пластин в батарее, т.

е. к восстановлению их емкости, что, в свою очередь, продлевает срок службы батареи. Не вcегда есть вероятность находиться около зарядного устройства и все время контролировать процесс зарядки, поэтому зачастую либо систематически недозаряжают батареи, либо перезаряжают их, что, конечно же, не продлевает срок их службы.

Простые схема зарядного устройства автомобильного аккумулятора

Качественно работающий автомобильный аккумулятор трудно переоценить. Однако, со временем он становится менее емким и способен быстрее разряжаться. На этот процесс оказывают влияние и другие факторы, связанные с условиями эксплуатации. Чтобы не попадать в затруднительную ситуацию, стоит иметь дома или в гараже простое зарядное устройство своими руками.

В большинстве случаев принципиальная схема зарядного устройства самодельной конструкции будет относительно несложной. Собрать такой аппарат удастся из подручных недорогих компонентов. При этом электрический агрегат поможет быстро запустить легковушку. Предпочтительней обзавестись пуско-зарядной аппаратурой, но она требует немного больших мощностей от используемых элементов.

Базовые полезные знания о зарядке батарей

Применять электрическую подпитку для АКБ нужно в тех ситуациях, когда замер на клеммах электроприбора демонстрирует уровень ниже 11,2 В для большинства легковых авто. Хотя двигатель способен запускаться при таком уровне вольтажа, но внутри начинаются нежелательные химические процессы. Происходит сульфатация и разрушение пластин. Емкость заметно снижается.

Важно знать, что во время длительной зимовки или стоянки авто в течение нескольких недель уровень заряда падает, поэтому рекомендуется контролировать данное значение мультиметром, а при необходимости в ход пускать сделанное своими руками ЗУ для автомобильных аккумуляторов либо купленное в автомагазине.

Для подпитки АКБ чаще всего применяются устройства двух типов:

• выдающее на «крокодилах» напряжение постоянного типа;
• системы с импульсным типом работы.

При зарядке от устройства постоянного тока подбирается значение тока заряда арифметически соответствующее 1/10 от установленного производителем значения емкости. Когда имеется в наличии батарея на 60 А*ч, то ампераж отдачи должен быть на уровне 6 А. Стоит учитывать исследования, согласно которым умеренное снижение количества ампер на отдачи способствует уменьшению процессов сульфатации.

Если же пластины частично стали покрываться нежелательным сульфатным налетом, то опытные автомобилисты задействуют операции по десульфатации. Применяемая методика заключается в следующем:

• аккумулятор разряжаем до появления на мультиметре 3—5 В после замера, используя для операции большие токи и малую длительность их воздействия, например, прокручивание стартером;
• на следующей стадии медленно полностью заряжаем блок от одноамперного источника;
• повторяются предыдущие операции на протяжении 7—10 циклов.

Подобный принцип работы задействован в заводских зарядных десульфатирующих устройствах импульсного типа. За один цикл на клеммы АКБ поступает в течение нескольких миллисекунд непродолжительный во времени импульс обратной полярности, сменяющийся прямой полярностью.

Необходимо контролировать состояние устройства и не допускать перезаряда батареи. При достижении значений 12,8—13,2 В на контактах стоит отключать систему от подпитки. В противном случае возникнет явление кипения, повышение концентрации и плотности залитого внутрь электролита и последующее разрушение пластин. Для предотвращения негативных явлений заводская принципиальная электрическая схема зарядного устройства наделена платами электронного контроля и автоматического отключения.

Какой бывает схема автомобильного зарядного устройства

В гаражных условиях можно воспользоваться несколькими типами зарядок для автомобиля. Они могут быть как максимально примитивными, состоящими из нескольких элементов, так и довольно громоздкими многофункциональными стационарными устройствами. Обычно автовладельцы идут по пути упрощения.

Простейшие схемы

Если в наличии нет заводского зарядного, а реанимировать АКБ необходимо без задержки, то подойдет наиболее простой вариант. В нем участвуют ограничительное сопротивление в виде нагрузки и источник питания, способный генерировать 12—25 В.

Собрать самодельное зарядное устройство получится даже «на коленках», если имеется в доме зарядка для ноутбука. Обычно они выдают около 19 В и 2 А. При сборке стоит учитывать полярность:

• наружный контакт – минус;
• внутренний контакт – плюс.

Важно! Обязательно должно быть установлено ограничительное сопротивление, в качестве которого нередко используют лампочку из салона.

Вывинчивать лампу из поворотник или даже «стопов» не стоит, так как они станут перегрузом для схемы. Цепь состоит из таких соединенных между собой элементов: отрицательная клемма блока ноутбука – лампа – отрицательная клемма заряжаемой батареи – положительная клемма заряжаемой батареи – плюс блока ноутбука. Достаточно полутора-двух часов для возвращения АКБ к жизни на столько, что от него можно будет запустить мотор.

При отсутствии ноутбуков или нетбуков рекомендуем отправиться заранее на радиорынок за мощным диодом, рассчитанным на обратное напряжение более 1000 В и ток выше 3 А. Небольшие габариты детали позволяют возить его с собой в бардачке или багажнике, чтобы не попасть в нежелательное положение.

Воспользоваться таким диодом можно в самодельной схеме. Предварительно откидываем и достаем аккумулятор. На следующем этапе монтируем цепочку из элементов: первый контакт бытовой розетки в квартире – отрицательный контакт на диоде – положительный контакт диода – лимитирующая нагрузка – отрицательная клемма аккумулятора – плюс аккумулятора – второй контакт бытовой розетки.

Лимитирующей нагрузкой в подобной сборке обычно служит мощная лампа накаливания. Их предпочтительней выбирать от 100 Вт. Получаемый ток можно определить из школьной формулы:

U * I = W, где

• U – напряжение, В;
• I – сила тока, А;
• W – мощность, кВт.

Исходя из расчетов при нагрузке в 100-ваттной нагрузке и 220-вольтном напряжении выдача мощности ограничивается примерно половиной ампера. За ночь аккумулятор получит около 5 А, что обеспечит заводку движку. Утроить мощность и одновременно ускорить зарядку удастся с помощью добавления в цепь еще пары таких ламп. Не стоит переусердствовать и запускать к такой системе мощных потребителей типа электроплиты, так как можно вывести из строя диод и АКБ.

Важно знать, что собранная прямозарядная схема автомобильного зарядного устройства своими руками рекомендуется к применению в крайнем случае, если иного выхода нет.

Переделка компьютерного блока питания

Прежде чем приступать к экспериментам с электроприборами, нужно объективно оценить собственные силы по реализации задуманного варианта исполнения. После можно приступать к сборкам.

В первую очередь проводится подбор материальной базы. Нередко для такого дела используют старые компьютерные системники. Из них вынимают блок питания. Традиционно они снабжены выводами разного вольтажа. Кроме пятивольтовых контактов, имеются отводы на 12 В. Последние также наделены током в 2 А. Подобных параметров почти хватает для сборки схемы своими руками.

Рекомендуем поднять напряжение до уровня 15 В. Часто это осуществляется эмпирически. Для корректировки понадобится килоомное сопротивление. Такой резистор накидывают параллельно другим имеющимся резисторам в блоке возле восьминожной микросхемы во вторичной цепи БП.

Подобным методом меняют значение коэффициента передачи цепи обратной связи, что оказывает влияние на выходной вольтаж. Способ обеспечивает обычно поднятие до 13,5 В, чего хватает для простых задач с автомобильным аккумулятором.

На выходные контакты накидываются защипы-крокодилы. Дополнительных лимитирующих защит ставить не нужно, так как внутри имеется ограничивающая электроника.

Трансформаторная схема

Из-за своей доступности, надежности и простоты давно востребована у бывалых водителей. В ней используются трансформаторы со вторичной обмоткой, выдающей 12—18 В. Такие элементы встречаются в старых телевизорах, магнитофонах и прочей бытовой технике. Из более современных приборов можно посоветовать отработанные бесперебойники. Они доступны на вторичном рынке за небольшую плату.

В наиболее минималистичном варианте схемы присутствует такой набор:

• диодный выпрямляющий мостик;
• подобранный по параметрам трансформатор;
• рассчитанная соответственно сети защитная нагрузка.

Так как по лимитирующей нагрузке течет большой ток, то от этого она перегревается. Чтобы сбалансировать ампераж, не допуская превышения тока зарядки, в цепь добавляют конденсатор. Его место – первичная цепь трансформатора.

В экстремальных ситуациях при грамотно просчитанном объеме конденсатора можно рискнуть и удалить трансформатор. Однако, подобная схема станет небезопасной в плане поражения электрическим током.

Оптимальными можно назвать цепи, в которых имеется регулировка параметров и лимитирование тока заряда. Представляем на странице один из примеров.

Получить диодный мостик удастся с минимальным усилием из вышедшего из строя автомобильного генератора. Достаточно выпаять его и перекоммутировать при необходимости.

Основы безопасности при сборке и эксплуатации схем

Во время работы по комплектации зарядного устройства для автомобильной АКБ стоит учитывать определенные факторы:

• все должно быть смонтировано и установлено на пожаробезопасной площадке;
• при работе с прямоточными примитивными зарядными устройствами нужно вооружиться средствами защиты от поражения током: резиновыми перчатками и ковриком;
• в процессе зарядки АКБ первый раз самодельными аппаратами необходимо контролировать текущее состояние работающей системы;
• контрольными точками являются сила тока с напряжением на выходе зарядки, допустимая степень нагрева батареи и зарядного устройства, недопущение закипания электролита;
• если оставлять оборудование на ночь, то важно оснастить схему устройством защитного отключения.

Важно! Рядом должен всегда находиться порошковый огнетушитель, чтобы уберечь от возможного распространения огня.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Схемы зарядных устройств для аккумуляторов и батарей

Зарядное устройство для батареи из двух Ni-MH аккумуляторов АА от USB

Несмотря на то, что сейчас есть очень много портативной аппаратуры, питающейся от встроенных аккумуляторов, остается еще и много аппаратуры, рассчитанной на питание от гальванических элементов типо-размера «ААА» или «АА». Это создает определенные трудности эксплуатации, потому …

1 430 0

Простейшее зарядное устройство для двух Ni-Mh пальчиковых аккумуляторов типа AA

Сейчас уже почти вся портативная электроника питается от встроенных аккумуляторов и заряжается от универсальных зарядных устройств с разъемами типа USB. Но, несмотря на это, большинство портативных радиовещательных приемников по-прежнему питаются от гальванических батарей …

1 345 0

Блок заряда и питания от Li-ion аккумулятора для пульта управления

ИК — пульт дистанционного управления (ИК ПДУ) Lotos модели RM-909E позволяет управлять десятью единицами разных видов бытовой техники, содержит в своей базе сотни групп кодов, которые подходят для нескольких тысяч моделей телевизоров, DVD-проигрывателей и другого мультимедийного оборудования.

0 766 0

Схема устройства питания на основе миниатюрного аккумулятора 3.7В-4.2В от сотового телефона

Еще совсем недавно, да впрочем, и сейчас, есть много аппаратуры, питающейся от гальванических батарей, обычно, это два элемента по 1,5V, то есть 3V. Это и пульты ДУ, и приемники, и игрушки и многое еще чего Конечно, есть альтернатива, — «пальчиковые» аккумуляторы по 1.2V. Но тут две …

4 962 0

Схема зарядного устройства для никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов

Самодельное зарядное устройство для никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов, принципиальная схема. Чтобы аккумулятор служил долго нужно обеспечить его оптимальный режим, как зарядки, так и разрядки. Никель-кадмиевым аккумуляторам присущ так называемый «эффект памяти». Заключающийся в том, что …

1 2017 1

Схема зарядного устройства с таймером для АА и ААА аккумуляторов

Зарядные устройства, продающиеся в магазинах обычно очень просты и обеспечивают быстрый режим заряда, при котором аккумулятор стареет значительно быстрее. Более безопасно заряжать аккумулятор номинальным зарядным током (0,2 от паспортной емкости), но это требует много времени, и это время …

1 2090 2

Зарядные устройства для телефона в автомобиле, две схемы

Схема зарядного устройства показана на рисунке 2, это DC-DC преобразователь, дающий стабильное напряжение +5V при токе до 0,5А, и входном напряжении в пределах 7-18V. Посмотрев на схему, может возникнуть вопрос, — зачем такие сложности, когда, казалось бы, можно обойтись одной «кренкой»? Вопрос …

0 1934 0

Как использовать зарядку от телефона +5В для NiCd и NiMH аккумуляторов

Принципиальная схема приставки к сетевому адаптеру мобильного телефона, что позволяет заряжать NiCd и NiMH аккумуляторы. Стоимость «сухих батареек» сейчас уже достаточно высока, и вполне сравнима со стоимостью аккумуляторов. Но аккумуляторы можно заряжать. В большинстве устройств, питающихся от «сухих элементов» напряжением 1,5V …

1 3634 0

Автоматическое зарядное устройство для кислотно-свинцовых батарей

После преждевременного выхода из строя аккумулятора в одном из многих устройств(вероятно, из-за того, что я забыл сделать подзарядку согласно рекомендуемому графику), я начал искать автоматическое зарядное устройство. SLA-батареи обычно называют гелеевыми элементами, так как электролит представляет …

2 3773 0

Зарядное устройство для ноутбука ASUS М5200

Я владелец малогабаритного ноутбука ASUS М5200. По роду деятельности мне приходится много ездить, и ноутбук постоянно со мной. В поездке пользуюсь ноутбуком эпизодически. К сожалению, штатный аккумулятор ноутбука довольно быстро разряжается, причем это происходит в самый неподходящий …

1 2506 0

1 2  3  4  5  … 8 

Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

Электрическая схема зарядного устройства

Неуклонная тенденция развития портативной электроники практически ежедневно заставляет рядового пользователя сталкиваться с зарядкой аккумуляторов своих мобильных устройств. Будь вы владельцем мобильного телефона, планшета, ноутбука или даже автомобиля, так или иначе вам неоднократно придётся столкнуться с зарядкой аккумуляторов этих устройств. На сегодняшний день рынок выбора зарядных устройств настолько обширен и велик, что в этом многообразии довольно тяжело сделать грамотный и правильный выбор зарядного устройства, подходящего к типу используемого аккумулятора. К тому же, сегодня существуют более 20-и типов аккумуляторов с различным химическим составом и основой. Каждый из них имеет свою специфику работы заряда и разряда. В силу экономической выгоды современное производство в этой сфере сейчас сконцентрировано преимущественно на выпуске свинцово-кислотных (гелевых) (Pb), никель – металл — гидридных (NiMH), никель – кадмиевых (NiCd) аккумуляторов и аккумуляторов на основе лития – литий-ионных (Li-ion) и литий-полимерных (Li-polymer). Последние из указанных, кстати, активно используются в питании портативных мобильных устройств. Главным образом литиевые аккумуляторы заслужили популярность за счёт применения относительно недорогих химических компонентов, большого количества циклов перезаряда (до 1000), высокой удельной энергии, низкой степени саморазряда, а так же способности удерживать ёмкость при отрицательных значениях температуры.

Электрическая схема зарядного устройства литиевых аккумуляторов, применяемых в мобильных гаджетах сводится к обеспечению их в процессе заряда постоянным напряжением, превышающим на 10 – 15 % номинальное. К примеру, если для питания мобильного телефона используется литий-ионная батарея на 3,7 В., то для её заряда необходим стабилизированный источник питания достаточной мощности для поддержания напряжения заряда не выше 4,2В – 5В. Именно поэтому большинство портативных зарядных устройств, идущих в комплекте с устройством, выпускают на номинальное напряжение 5В, обусловленное максимальным напряжением питания процессора и заряда батареи с учётом встроенного стабилизатора.

Конечно, не стоит забывать и о контроллере заряда, который берёт на себя основной алгоритм заряда батареи, а так же опрос её состояния. Современные литиевые аккумуляторы, выпускаемые для мобильных устройств с малыми токами потребления, уже идут со встроенным контроллером. Контроллер выполняет функцию ограничения тока заряда в зависимости от текущей ёмкости аккумулятора, отключает подачу напряжения устройству в случае критического разряда батареи, защищает батарею в случае короткого замыкания нагрузки (литиевые батареи очень чувствительны к большому току нагрузки и имеют свойство сильно нагреваться и даже взрываться). С целью унификации и взаимозаменяемости литий-ионных аккумуляторов ещё в 1997 году компании Duracell и Intel разработали управляющую шину опроса состояния контроллера, его работы и заряда с названием SMBus. Под эту шину были написаны драйвера и протоколы. Современные контроллеры и сейчас используют основы алгоритма заряда, прописанные этим протоколом. В плане технической реализации существует множество микросхем, способных реализовать контроль заряда литиевых аккумуляторов. Среди них выделяется серия MCP738xx, MAX1555 от MAXIM, STBC08 или STC4054 с уже встроенным защитным n-канальным MOSFET транзистором, резистором определения тока заряда и диапазоном напряжения питания контроллера от 4,25 до 6,5 Вольт. При этом у последних микросхем от STMicroelectronics значение напряжения заряда аккумулятора 4,2 В. имеет разброс всего +/- 1%, а зарядный ток может достигать 800 мА, что позволит реализовать зарядку аккумуляторов ёмкостью до 5000 мА/ч.

Рассматривая алгоритм заряда литий-ионных аккумуляторов стоит сказать, что это один из немногих типов, предусматривающих паспортную возможность зарядки током до 1С (100% ёмкости аккумулятора). Таким образом, аккумулятор ёмкостью в 3000 ма/ч может заряжаться током до 3А. Однако, частая зарядка большим «ударным» током хоть и существенно сократит её время, но в то же время довольно быстро снизит ёмкость аккумулятора и приведёт его в негодность. Из опыта проектирования электрических схем зарядных устройств скажем, что оптимальным значением зарядки литий-инного (полимерного) аккумулятора является значение 0,4С – 0,5С от его ёмкости.

Значение тока в 1С допускается лишь в момент начального заряда батареи, когда ёмкость аккумулятора достигает приблизительно 70% своей максимальной величины. Примером может стать работа зарядки смартфона или планшета, когда первоначальное восстановление ёмкости происходит за короткое время, а оставшиеся проценты набираются медленно.

На практике довольно часто случается эффект глубокого разряда литиевого аккумулятора, когда его напряжение опускается ниже 5% его ёмкости. В этом случае контроллер не в состоянии обеспечить достаточный пусковой ток для набора начальной ёмкости заряда. (Именно поэтому не рекомендуется разряжать такие аккумуляторы ниже 10%). Для решения таких ситуаций необходимо аккуратно разобрать аккумулятор и отключить встроенный контроллер заряда. Далее необходимо к выводам аккумулятора подсоединить внешний источник заряда, способный выдать ток не менее 0,4С ёмкости аккумулятора и напряжение не выше 4,3В (для аккумуляторов на 3,7В.). Электрическая схема зарядного устройства для начальной стадии зарядки таких аккумуляторов может примениться из примера ниже.

Данная схема состоит из стабилизатора тока в 1А. (задаётся резистором R5) на параметрическом стабилизаторе LM317D2T и импульсном регуляторе напряжения LM2576S-adj. Напряжение стабилизации, определяется обратной связью на 4-ю ногу стабилизатора напряжения, то есть соотношением сопротивлений R6 и R7, которыми на холостом ходу выставляется максимальное напряжение зарядки аккумулятора. Трансформатор должен на вторичной обмотке выдавать 4,2 – 5,2 В переменного напряжения. Тогда после стабилизации мы получим 4,2 – 5В постоянного напряжения, достаточного для заряда вышеупомянутого аккумулятора.

Никель – металл — гидридные аккумуляторы (NiMH) чаще всего можно встретить в исполнении корпусов стандартных батареек – это формфактор ААА (R03), АА (R6), D, С, 6F22 9В. Электрическая схема зарядного устройства для NiMH и NiCd аккумуляторов должна в себя включать нижеперечисленные функциональные возможности, связанные со спецификой алгоритма заряда этого типа аккумуляторов.

У различных аккумуляторов (даже с одинаковыми параметрами) со временем меняются химические и емкостные характеристики. В итоге возникает необходимость организовывать алгоритм заряда каждого экземпляра индивидуально, поскольку в процессе зарядки (особенно большими токами, что допускают никелевые аккумуляторы) избыточный перезаряд влияет на быстрый перегрев аккумулятора. Температура в процессе заряда выше 50 градусов из-за химически необратимых процессов распада никеля полностью погубит аккумулятор. Таким образом, электрическая схема зарядного устройства должна иметь функцию контроля температуры аккумулятора. Для увеличения срока службы и количества циклов перезаряда никелевого аккумулятора желательно каждую его банку разрядить до напряжения не ниже 0,9В. током порядка 0,3С от его ёмкости. К примеру, аккумулятор с 2500 – 2700 мА/ч. разрядить на активную нагрузку током в 1А. Так же зарядное устройство должно поддерживать зарядку с «тренировкой», когда в течении нескольких часов происходит циклический разряд до 0,9В с последующим зарядом током 0,3 – 0,4С. Исходя из практики таким образом можно оживить до 30% убитых никелевых аккумуляторов, причём никель-кадмиевые аккумуляторы «реанимации» поддаются гораздо охотнее. По времени заряда электрические схемы зарядных устройств могут делиться на «ускоренные» (ток заряда до 0,7С с временем полного заряда 2 – 2,5ч.), «средней длительности» (0,3 – 0,4С – заряд за 5 – 6ч.) и «классические» (ток 0,1С – время заряда 12 – 15ч.). Конструируя зарядное устройство для NiMH или NiCd аккумулятора, так же можно воспользоваться общепринятой формулой расчёта времени заряда в часах:

T = (E/I) ∙ 1.5

где Е – ёмкость аккумулятора, мА/ч.,
I – ток заряда, мА,
1,5 – коэффициент для компенсации КПД во момент зарядки.
К примеру, время заряда аккумулятора ёмкостью 1200 мА/ч. током 120 мА (0,1С) будет:
(1200/120)*1,5 = 15 часов.

Из опыта эксплуатации зарядных устройств для никелевых аккумуляторов стоит отметить, что чем ниже зарядный ток, тем больше циклов перезаряда перенесёт элемент. Паспортные циклы, как правило, производитель указывает при зарядке аккумулятора током 0,1С с наиболее длительным временем заряда. Степень заряженности банок зарядное устройство может определять через измерение внутреннего сопротивления за счёт разницы падения напряжения в момент заряда и разряда определённым током (метод ∆U).

Итак, учитывая всё вышеизложенное, одним из наиболее простых решений для самостоятельной сборки электрической схемы зарядного устройства и в то же время обладающей высокой эффективностью является схема Виталия Спорыша, описание которой без труда можно найти в сети.

Основными преимуществами данной схемы является возможность зарядки как одного, так и двух последовательно соединённых аккумуляторов, термоконтроль заряда цифровым термометром DS18B20, контроль и измерение тока в процессе заряда и разряда, автоотключение по завершению зарядки, возможность зарядки аккумулятора в «ускоренном» режиме. Кроме того, с помощью специально написанного программного обеспечения и дополнительной платы на микросхеме — преобразователе TTL уровней MAX232 возможен вариант контроля зарядки на ПК и дальнейшей её визуализации в виде графика. К недостаткам стоит отнести необходимость наличия независимого двухуровневого питания.

Аккумуляторы на основе свинца (Pb) довольно часто можно встретить в устройствах с большим потреблением тока: автомобилях, электромобилях, бесперебойниках, в качестве источников питания различного электроинструмента. Нет смысла перечислять их достоинства и недостатки, которые можно разыскать на многих сайтах на просторах сети. В процессе реализации электрической схемы зарядного устройства для таких аккумуляторов следует различать два режима зарядки: буферный и циклический.

Буферный режим зарядки предусматривает одновременное подключение к аккумулятору и зарядного устройства, и нагрузки. Такое подключение можно наблюдать в блоках бесперебойного питания, автомобилях, ветряных и солнечных энергосистемах. При этом, во время подзаряда устройство является ограничителем тока, а когда аккумулятор набирает свою ёмкость – переходит в режим ограничения напряжения для компенсации саморазряда. В этом режиме аккумулятор выступает в роли суперконденсатора. Циклический режим предусматривает отключение зарядного устройства по завершению зарядки и его повторное подключение в случае разряда батареи.

Схемных решений по зарядке данных аккумуляторов в Интернете достаточно много, поэтому рассмотрим некоторые из них. Для начинающего радиолюбителя для реализации простого зарядного устройства «на коленках» отлично подойдёт электрическая схема зарядного устройства на микросхеме L200C от STMicroelectronics. Микросхема представляет собой АНАЛОГОВЫЙ регулятор тока с возможностью стабилизации напряжения. Из всех преимуществ, которые имеет эта микросхема – это простота схемотехники. Пожалуй, на этом все плюсы и заканчиваются. Согласно даташиту на эту микросхему, максимальный ток заряда может достигать 2А, что теоретически позволит зарядить аккумулятор ёмкостью до 20 А/ч напряжением (регулируемым) от 8 до 18В. Однако, как оказалось на практике, минусов у этой микросхемы гораздо больше, чем плюсов. Уже при зарядке 12 амперного cвинцово-гелевого SLA аккумулятора током 1,2А микросхема требует радиатор площадью не менее 600 кв. мм. Хорошо подходит радиатор с вентилятором от старого процессора. Согласно документации к микросхеме, к ней можно прикладывать напряжение до 40В. На самом деле, если подать по входу напряжение более 33В. – микросхема сгорает. Данное зарядное требует довольно мощный источник питания, способный выдать ток не менее 2А. Согласно приведённой схеме вторичная обмотка трансформатора должна выдавать не более 15 – 17В. переменного напряжения. Значение выходного напряжения, при котором зарядное устройство определяет, что аккумулятор набрал свою ёмкость, определяется значением Uref на 4-й ножке микросхемы и задаётся резистивным делителем R7 и R1. Сопротивления R2 – R6 создают обратную связь, определяя граничное значение зарядного тока аккумулятора. Резистор R2 в то же время определяет его минимальное значение. При реализации устройства не стоит пренебрегать значением мощности сопротивлений обратной связи и лучше применять такие номиналы, какие указаны в схеме. Для реализации переключения зарядного тока лучшим вариантом станет применение релейного переключателя, к которому подключаются сопротивления R3 – R6. От использования низкоомного реостата лучше отказаться. Данное зарядное устройство способно заряжать аккумуляторы на свинцовой основе ёмкостью до 15 А/ч. при условии хорошего охлаждения микросхемы.

Существенно уменьшить габариты зарядки свинцовых аккумуляторов небольшой ёмкости (до 20 А/ч.) поможет электрическая схема зарядного устройства на импульсном 3А. стабилизаторе тока с регулировкой напряжения LM2576-ADJ.

Для зарядки свинцово-кислотных или гелевых аккумуляторных батарей ёмкостью до 80А/ч. (к примеру, автомобильных). Отлично подойдёт импульсная электрическая схема зарядного устройства универсального типа представленная ниже.

Схема была успешно реализована автором этой статьи в корпусе от компьютерного блока питания ATX. В основе её элементной базы лежат радиоэлементы, большей частью взятые из разобранного компьютерного блока питания. Зарядное устройство работает как стабилизатор тока до 8А. с регулируемым напряжением отсечки заряда. Переменное сопротивление R5 устанавливает значение максимального тока заряда, а резистор R31 устанавливает его граничное напряжение. В качестве датчика тока используется шунт на R33. Реле K1 необходимо для защиты устройства от изменения полярности подключения к клеммам аккумулятора. Импульсные трансформаторы T1 и Т21 в готовом виде были так же взяты из компьютерного блока питания. Работает электрическая схема зарядного устройства следующим образом:

1. включаем зарядное устройство с отключённой батареей (клеммы зарядки откинуты)

2. выставляем переменным сопротивлением R31(на фото верхнее) напряжение заряда. Для свинцового 12В. аккумулятора оно не должно превышать 13,8 – 14,0 В.

3. При правильном подключении зарядных клемм слышим, как щёлкает реле, и на нижнем индикаторе видим значение тока заряда, которое выставляем нижним переменным сопротивлением (R5 по схеме).

4. Алгоритм заряда спроектирован таким образом, что устройство заряжает аккумулятор постоянным заданным током. По мере накопления ёмкости значение зарядного тока стремится к минимальному значению, а «дозаряд» происходит за счёт выставленного ранее напряжения.

Полностью посаженый свинцовый аккумулятор не включит реле, как и собственно саму зарядку. Поэтому важно предусмотреть принудительную кнопку подачи мгновенного напряжения от внутреннего источника питания зарядного устройства на управляющую обмотку реле К1. При этом следует помнить, что в момент нажатой кнопки защита от переполюсовки будет отключена, поэтому нужно перед принудительным пуском обратить особое внимание на правильность подключения клемм зарядного устройства к аккумулятору. Как вариант, возможен запуск зарядки от заряженного аккумулятора, а уж потом перебрасываем клеммы зарядки на требуемый посаженный аккумулятор. Разработчика схемы можно найти под ником Falconist на различных радиоэлектронных форумах.

Для реализации индикатора напряжения и тока была применена схема на pic-контроллере PIC16F690 и «супердоступных деталях», прошивку и описание работы которой можно найти в сети.

Данная электрическая схема зарядного устройства, конечно же, не претендует на звание «эталонной», но она в полной мере способна заменить дорогостоящие зарядные устройства промышленного производства, а по функциональности может даже значительно превзойти многие из них. В окончании стоит сказать, что последняя схема универсального зарядного устройства рассчитана главным образом на человека, подготовленного в радиоконструировании. Если же вы только начинаете, то лучше в мощном зарядном устройстве применить гораздо более простые схемы на обычном мощном трансформаторе, тиристоре и системе его управления на нескольких транзисторах. Пример электрической схемы такого зарядного устройства приведён на фото ниже.

Смотрите также схемы:

Схемы простейших зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

Сейчас нет смысла собирать самостоятельно зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов: в магазинах огромный выбор готовых устройств, цены на них приемлемы. Однако не будем забывать о том, что приятно что-то сделать полезное своими руками, тем более что простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора вполне можно собрать из подручных деталей, и цена его будет копеечной.

Единственное, о чем сразу стоит предупредить: схемы без точной регулировки тока и напряжения на выходе, которые не имеют отсечки тока по окончании заряда, пригодны для зарядки только свинцово-кислотных аккумуляторов. Для AGM и гелевых аккумуляторов использование подобных зарядок приводит к повреждению аккумуляторной батареи!

Как сделать простейшее трансформаторное устройство

Схема этого зарядного устройства из трансформатора примитивна, но работоспособна и собирается из доступных деталей – таким же образом сконструированы и заводские зарядные устройства простейшего типа.

По своей сути – это двухполупериодный выпрямитель, отсюда и требования к трансформатору: так как на выходе таких выпрямителей напряжение равно номинальному напряжению переменного тока, помноженному на корень из двух, то при 10В на обмотке трансформатора мы получим 14,1 В на выходе зарядного устройства. Диодный мост берётся любой с прямым током более 5 ампер или собрать его из четырех отдельных диодов, с теми же требованиями к току подбирается и измерительный амперметр. Главное – разместить его на радиаторе, который в простейшем случае представляет собой алюминиевую пластину не менее 25 см2 площадью.

Примитивность такого устройства – не только минус: за счет того, что у него нет ни регулировки, ни автоматического отключения, оно может использоваться для «реанимации» сульфатированных аккумуляторов. Но не нужно забывать и об отсутствии защиты от переполюсовки в этой схеме.

Главная проблема – где найти трансформатор подходящей мощности (не менее 60 Вт) и с заданным напряжением. Можно использовать, если подвернется советский накальный трансформатор. Однако его выходные обмотки имеют напряжение 6,3В, поэтому придется соединять две последовательно, одну из них отмотав так, чтобы в сумме на выходе получить 10В. Подойдет недорогой трансформатор ТП207-3, у которого вторичные обмотки соединяются следующим образом:

Отматываем при этом обмотку между клеммами 7-8.

Простое зарядное устройство с электронной регулировкой

Однако можно обойтись и без отмотки, дополнив схему электронным стабилизатором напряжения на выходе. К тому же такая схема будет удобнее в гаражном применении, так как позволит скорректировать ток заряда при просадках напряжения питания, ее используют и для автомобильных аккумуляторов небольшой емкости при необходимости.

Роль регулятора здесь выполняет составной транзистор КТ837-КТ814, переменный резистор регулирует ток на выходе устройства. При сборке зарядки стабилитрон 1N754A можно заменить советским Д814А.

Схема регулируемого зарядного устройства проста для повторения, и легко собирается навесным монтажом без необходимости в травлении печатной платы. Однако учтите, что полевые транзисторы размещаются на радиаторе, нагрев которого будет ощутим. Удобнее воспользоваться старым компьютерным кулером, подключив его вентилятор к выходам зарядного устройства. Резистор R1 должен иметь мощность не менее 5 Вт, его проще намотать из нихрома или фехраля самостоятельно или соединить параллельно 10 одноваттных резисторов по 10 ом. Его можно и не ставить, но нельзя забывать, что он защищает транзисторы в случае замыкания выводов.

При выборе трансформатора ориентируйтесь на выходное напряжение 12,6-16В, берите либо накальный трансформатор, соединив последовательно две обмотки, либо подбирайте готовую модель с нужным напряжением.

Видео: Самое простое зарядное устройство для АКБ

Переделка зарядного устройства от ноутбука

Однако можно обойтись и без поисков трансформатора, если под руками есть ненужное зарядное устройство от ноутбука – при простой переделке мы получим компактный и легкий импульсный блок питания, способный заряжать автомобильные аккумуляторы. Поскольку нам потребуется получить напряжение на выходе 14,1-14,3 В, ни один готовый блок питания не подойдет, однако переделка проста.
Посмотрим на участок типовой схемы, по которой собраны устройства такого рода:

В них поддержание стабилизированного напряжения осуществляет цепь из микросхемы TL431, управляющей оптопарой (на схеме не показана): как только напряжение на выходе превышает значение, которое задают резисторы R13 и R12, микросхема зажигает светодиод оптопары, сообщает ШИМ-контроллеру преобразователя сигнал на снижение скважности подаваемых на трансформатор импульсов. Сложно? На самом деле все просто смастерить своими руками.

Вскрыв зарядное устройство, находим недалеко от выходного разъема TL431 и два резистора, связанные с ножкой Ref. Удобнее настраивать верхнее плечо делителя (на схеме – резистор R13): уменьшая сопротивление, мы уменьшаем и напряжение на выходе зарядного устройства, увеличивая – поднимаем его. Если у нас ЗУ на 12 В, нам понадобится резистор с большим сопротивлением, если зарядное на 19 В – то с меньшим.

Видео: Зарядка для аккумуляторов авто. Защита от короткого замыкания и переполюсовки. Своими руками

Выпаиваем резистор и вместо него устанавливаем подстроечный, заранее настроенный по мультиметру на то же сопротивление. Затем, подключив к выходу зарядного устройства нагрузку (лампочку из фары), включаем в сеть и плавно вращаем движок подстроечника, одновременно контролируя напряжение. Как только мы получим напряжение в пределах 14,1-14,3 В, отключаем ЗУ из сети, фиксируем движок подстроечного резистора лаком (хотя бы для ногтей) и собираем корпус обратно. Это займет не больше времени, чем Вы потратили на чтение этой статьи.

Есть и более сложные схемы стабилизации, причем их уже можно встретить и в китайских блоках. Например, здесь оптопарой управляет микросхема TEA1761:

Однако принцип настройки тот же: меняется сопротивление резистора, впаянного между плюсовым выходом блока питания и 6 ножкой микросхемы. На приведенной схеме для этого использованы два запараллеленных резистора (таким образом получено сопротивление, выходящее из стандартного ряда). Нам нужно так же впаять вместо них подстроечник и настроить выход на нужное напряжение. Вот пример одной из таких плат:

Путем прозвонки можно понять, что нас интересует на этой плате одиночный резистор R32 (обведен красным) – его нам и надо выпаивать.

В Интернете часто встречаются похожие рекомендации, как сделать самодельное зарядное устройство из компьютерного блока питания. Но учитывайте, что все они по сути – перепечатки старых статей начала двухтысячных, и подобные рекомендации к более-менее современным блокам питания неприменимы. В них уже нельзя просто поднять напряжение 12 В до нужной величины, так как контролируются и другие напряжения на выходе, а они неизбежно «уплывут» при такой настройке, и сработает защита блока питания. Можно использовать зарядные устройства ноутбуков, выдающие единственное напряжение на выходе, они гораздо удобнее для переделки.

Разбор больше 11 схем для изготовления ЗУ своими руками в домашних условиях, новые схемы 2017 и 2018 года, как собрать принципиальную схему за час.

1. По каким основным причинам происходит разрядка автомобильного аккумулятора на дороге?

А) Автомобилист вышел из транспорта и забыл выключить фары.

Б) Аккумуляторная батарея слишком нагрелась под воздействием солнечных лучей.

1. Может ли аккумулятор выйти из строя, если автомобилем не пользуются долгое время (стоит в гараже без запуска)?

А) При долгом простое аккумуляторная батарея выйдет из строя.

Б) Нет, батарея не испортится, ее потребуется только зарядить и она снова будет функционировать.

1. Какой источник тока используется для подзарядки АКБ?

А) Есть только один вариант — сеть с напряжением в 220 вольт.

Б) Сеть на 180 Вольт.

1. Обязательно снимать аккумуляторную батарею при подключении самодельного устройства?

А) Желательно производить демонтаж батареи с установленного места, иначе возникнет риск повредить электронику поступлением большого напряжения.

Б) Необязательно снимать АКБ с установленного места.

1. Если перепутать «минус» и «плюс» при подключении ЗУ, то аккумуляторная батарея выйдет из строя?

А) Да, при неправильном подключении, аппаратура сгорит.

Б) Зарядное устройство просто не включится, потребуется переместить на положенные места необходимые контакты.

Ответы:

1. А) Не выключенные фары при остановке и минусовая температура – наиболее распространенные причины разряда АКБ на дороге.
2. А) АКБ выходит из строя, если долго не подзаряжать ее при простое автомобиля.
3. А) Для подзарядки применяется напряжение сети в 220 В.
4. А) Не желательно производить зарядку батареи самодельным устройством, если она не снята с автомобиля.
5. А) Не следует путать клеммы, иначе самодельный аппарат перегорит.

Аккумулятор на автотранспорте требуют периодической зарядки. Причины разряжения могут быть разные — начиная от фар, что хозяин забыл выключить, и до отрицательных температур в зимний период на улице. Для подпитки АКБ потребуется хорошее зарядное устройство. Такое приспособление в больших разновидностях представлено в магазинах автозапчастей. Но если нет возможности или желания покупки, то ЗУ можно сделать своими руками в домашних условиях. Имеется также большое количество схем — их желательно все изучить, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант.

Определение: Зарядное устройство для автомобиля предназначается для передачи электрического тока с заданным напряжением напрямую в АКБ.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов

1. Потребуется ли производить какие-то дополнительные меры, перед тем как приступать к зарядке аккумуляторной батареи на своём автомобиле? – Да, потребуется почистить клеммы, поскольку во время работы на них появляются кислотные отложения. Контакты очень хорошо нужно почистить, чтобы ток без трудностей поступал к батарее. Иногда автомобилисты используют смазку для обработки клемм, ее тоже следует убрать.
2. Чем протереть клеммы зарядных устройств? — Специализированное средство можно купить в магазине или приготовить самостоятельно. В качестве самостоятельно изготовленного раствора используют воду и соду. Компоненты смешиваются и перемешиваются. Это отличный вариант для обработки всех поверхностей. Когда кислота соприкоснется с содой, то произойдет реакция и автомобилист обязательно ее заметит. Это место и потребуется тщательно протереть, чтобы избавиться от всей кислоты. Если клеммы ранее обрабатывались смазкой, то она убирается любой чистой тряпкой.
3. Если на аккумуляторе стоят крышки, то их нужно вскрывать перед началом зарядки? — Если крышки имеются на корпусе, то их обязательно снимают.
4. По какой причине необходимо откручивать крышечки с аккумуляторной батареи? — Это нужно, чтобы газы, образующиеся в процессе зарядки, беспрепятственно выходили из корпуса.
5. Есть необходимость обращать внимание на уровень электролита в аккумуляторной батарее? – Это делается в обязательном порядке. Если уровень ниже требуемого, то необходимо добавить дистиллированную воду внутрь аккумулятора. Уровень определить не составит труда – пластины должны быть полностью покрыты жидкостью.

Ещё важно знать: 3 нюанса об эксплуатации

Самоделка по способу эксплуатации несколько отличается от заводского варианта. Это объясняется тем, что у покупного агрегата имеются встроенные функции, помогающие в работе. Их сложно установить на аппарате, собранном дома, а потому придется придерживаться нескольких правил при эксплуатации.

1. Зарядное устройство, собранное своими руками не будет отключаться при полной зарядке аккумулятора. Именно поэтому необходимо периодически следить за оборудованием и подключать к нему мультиметр – для контроля заряда.
2. Нужно быть очень аккуратным, не путать «плюс» и «минус», иначе зарядное устройство сгорит.
3. Оборудование должна быть выключено, когда происходит соединение с зарядным устройством.

Выполняя эти простые правила, получится правильно произвести подпитку АКБ и не допустить неприятных последствий.

Топ-3 производителей зарядных устройств

Если нет желания или возможности своими руками собрать ЗУ, то обратите внимание на следующих производителей:

Фирмы хорошо зарекомендовали себя на рынке, а потому о надежности и функциональности переживать при покупке не следует.

Как избежать 2-х ошибок при зарядке аккумуляторной батареи

Необходимо соблюдать основные правила, чтобы правильно подпитать батарею на автомобиле.

1. Напрямую к электросети аккумуляторную батарею запрещено подключать. Для этой цели и предназначается зарядные устройства.
2. Даже если устройство изготавливается качественно и из хороших материалов, всё равно потребуется периодически наблюдать за процессом зарядки, чтобы не произошли неприятности.

Выполнение простых правил обеспечит надежную работу самостоятельно сделанного оборудования. Гораздо проще следить за агрегатом, чем после тратиться на составляющие для ремонта.

Самое простое зарядное устройство для АКБ

Схема 100% рабочего ЗУ на 12 вольт

Посмотрите на картинке на схему ЗУ на 12 В. Оборудование предназначается для зарядки автомобильных аккумуляторов с напряжением 14,5 Вольт. Максимальный ток, получаемый при заряде составляет 6 А. Но аппарат также подходит и для других аккумуляторов – литий-ионных, поскольку напряжение и выходной ток можно отрегулировать. Все основные компоненты для сборки устройства можно найти на сайте Aliexpress.

1. dc-dc понижающий преобразователь.
2. Амперметр.
3. Диодный мост КВРС 5010.
4. Концентраторы 2200 мкФ на 50 вольт.
5. трансформатор ТС 180-2.
6. Предохранители.
7. Вилка для подключения к сети.
8. «Крокодилы» для подключения клемм.
9. Радиатор для диодного моста.

Трансформатор используется любой, по собственному усмотрению Главное, чтобы его мощность была не ниже 150 Вт (при зарядном токе в 6 А). Необходимо установить на оборудование толстые и короткие провода. Диодный мост фиксируется на большом радиаторе.

Схема ЗУ Рассвет 2

Посмотрите на картинке на схему зарядного устройства Рассвет 2. Она составлена по оригинальному ЗУ. Если освоить эту схему, то самостоятельно получится создать качественную копию, ничем не отличающуюся от оригинального образца. Конструктивно устройство представляет собой отдельный блок, закрывающийся корпусом, чтобы защитить электронику от влаги и воздействия плохих погодных условий. На основание корпуса необходимо подсоединить трансформатор и тиристоры на радиаторах. Потребуется плата, что будет стабилизировать заряд тока и управлять тиристорами и клеммы.

1 схема умного ЗУ

Посмотрите на картинке принципиальную схему умного зарядного устройства. Приспособление необходимо для подключения к свинцово-кислотным аккумуляторам, имеющим емкость — 45 ампер в час или больше. Подключают такой вид аппарата не только к аккумуляторам, что ежедневно используются, но также к дежурным или находящимся в резерве. Это довольно бюджетная версия оборудования. В ней не предусмотрен индикатор, а микроконтроллер можно купить самый дешевый.

Если имеется необходимый опыт, то трансформатор собирается своими руками. Нет необходимости устанавливать также и звуковые сигналы оповещения — если аккумулятор подключится неправильно, то загоревшаяся лампочка разряда будет уведомлять об ошибке. На оборудование необходимо поставить импульсный блок питания на 12 вольт — 10 ампер.

1 схема промышленного ЗУ

Посмотрите на схему промышленного зарядного устройства от оборудования Барс 8А. Трансформаторы используются с одной силовой обмоткой на 16 Вольт, добавляется несколько диодов vd-7 и vd-8. Это необходимо для того, чтобы обеспечить мостовую схему выпрямителя от одной обмотки.

1 схема инверторного устройства

Посмотрите на картинке схему инверторного зарядного устройства. Это приспособление перед началом зарядки разряжает аккумуляторную батарею до 10,5 Вольт. Ток используется с величиной С/20: «C» обозначает ёмкость установленного аккумулятора. После этого процесса напряжение повышается до 14,5 Вольт, при помощи разрядно-зарядного цикла. Соотношение величины заряда и разряда составляет десять к одному.

1 электросхема ЗУ электроника

1 схема мощного ЗУ

Посмотрите на картинке на схему мощного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Приспособление применяется для кислотных АКБ, имеющих высокую емкость. Устройство с легкостью заряжает автомобильный аккумулятор, имеющий емкость в 120 А. Выходное напряжение устройство регулируется самостоятельно. Оно составляет от 0 до 24 вольт. Схема примечательна тем, что в ней установлено мало компонентов, но дополнительные настройки при работе она не требует.

2 схемы советского ЗУ

Многие уже могли видеть советское зарядное устройство. Оно похоже на небольшую коробку из металла, и может показаться совсем ненадежной. Но это вовсе не так. Главное отличие советского образца от современных моделей — надежность. Оборудование обладает конструктивной мощностью. В том случае, если к старому устройству подсоединить электронный контроллер, то зарядник получится оживить. Но если под рукой такого уже нет, но есть желание его собрать, необходимо изучить схему.

К особенностям их оборудования относят мощный трансформатор и выпрямитель, с помощью которых получается быстро зарядить даже сильно разряженную батарею. Многие современные аппараты не смогут повторить этот эффект.

Для того чтобы автомобиль завёлся, ему необходима энергия. Такая энергия берётся из аккумулятора. Как правило, его подзарядка происходит от генератора во время работы двигателя. Когда автомобиль долго не используется или батарея неисправна, она разряжается до такого состояния, что машина уже не может завестись. В этом случае требуется внешняя зарядка. Такое устройство можно купить или собрать самостоятельно, но для этого понадобится схема зарядного устройства.

Принцип работы автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор подаёт питание на различные приборы в автомобиле при выключенном двигателе и предназначен для его запуска. По виду типу исполнения применяется свинцово-кислотная батарея. Конструктивно она собирается из шести элементов питания с номинальным значением напряжения 2,2 вольта, соединённых между собой последовательно. Каждый элемент представляет собой набор решетчатых пластин из свинца. Пластины покрываются активным материалом и погружаются в электролит.

Раствор электролита включает в свой состав дистиллированную воду и серную кислоту. От плотности электролита зависит морозостойкость батареи. В последнее время появились технологии, позволяющие адсорбировать электролит в стеклянном волокне или сгущать его с использованием силикагеля до гелеобразного состояния.

Каждая пластина имеет отрицательный и положительный полюс, а изолируются они между собой использованием пластмассового сепаратора. Корпус изделия выполняется из пропилена, не разрушающегося под действием кислоты и служащий диэлектриком. Положительный полюс электрода покрывается диоксидом свинца, а отрицательный губчатым свинцом. В последнее время стали выпускаться аккумуляторные батареи с электродами из свинцово-кальциевого сплава. Такие аккумуляторы полностью герметичные и не требуют обслуживания.

При подключении к аккумулятору нагрузки активный материал на пластинах вступает в химическую реакцию с раствором электролита, и возникает электрический ток. Электролит со временем истощается из-за осаждения сульфата свинца на пластинках. Аккумуляторная батарея (АКБ) начинает терять заряд. В процессе зарядки химическая реакция происходит в обратном порядке, сульфат свинца и вода преобразуются, повышается плотность электролита и восстанавливается величина заряда.

Аккумуляторы характеризуются значением саморазряда. Он возникает в АКБ при его бездействии. Основной причиной служит загрязнения поверхности батареи и плохого качества дистиллятора. Скорость саморазряда ускоряется при разрушении свинцовых пластин.

Виды зарядных устройств

Разработано большое количество схем автомобильных зарядных устройств, использующих разные элементные базы и принципиальный подход. По принципу действия приборы заряда разделяются на две группы:

1. Пуско-зарядные, предназначенные для запуска двигателя при нерабочем аккумуляторе. Кратковременно подавая на клеммы аккумулятора ток большой величины, происходит включение стартера и запуск двигателя, а в дальнейшем заряд батареи происходит от генератора автомобиля. Они выпускаются только на определённое значение тока или с возможностью выставления его величины.
2. Предпусковые зарядные, к клеммам аккумуляторной батареи подключаются выводы с устройства и подаётся ток длительное время. Его значение не превышает десяти ампер, в течение этого времени происходит восстановление энергии батареи. В свою очередь, они разделяются: на постепенные (время зарядки от 14 до 24 часов), ускоренные (до трёх часов) и кондиционирующие (около часа).

По своей схемотехники выделяются импульсные и трансформаторные устройства. Первого вида используют в работе высокочастотный преобразователь сигнала, характеризуются малыми размерами и весом. Второго вида в качестве основы используют трансформатор с выпрямительным блоком, просты в изготовлении, но обладают большим весом и низким коэффициентом полезного действия (КПД).

Выполнено зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками или приобретено в торговой точке, требования, предъявляемые к нему одинаковы, а именно:

• стабильность выходного напряжения;
• высокое значение КПД;
• защита от короткого замыкания;
• индикатор контроля заряда.

Одной из главных характеристик прибора заряда является величина тока, которым заряжается батарея. Правильно зарядить аккумулятор и продлить его рабочие характеристики получится только при подборе нужного его значения. При этом важна и скорость заряда. Чем больше ток, тем выше и скорость, но высокое значение скорости приводит к быстрой деградации аккумулятора. Считается, что правильным значением тока будет величина равная десяти процентам от ёмкости батарейки. Ёмкость определяется как величина тока, отдаваемая АКБ за единицу времени, измеряется она в ампер-часах.

Самодельный зарядный прибор

Приспособление для заряда должно быть у каждого автолюбителя, поэтому если нет возможности или желания приобрести готовый прибор, ничего не останется, как сделать зарядку для аккумулятора самостоятельно. Несложно изготовить своими руками как простейшее, так и многофункциональное устройство. Для этого понадобится схема и набор радиоэлементов. Существует также возможность переделать источник бесперебойного питания (ИБП) или компьютерный блок (АТ) в прибор для подзарядки АКБ.

Трансформаторное зарядное устройство

Такое устройство самое простое в сборке и не содержит дефицитных деталей. Схема состоит из трёх узлов:

• трансформатор;
• выпрямительный блок;
• регулятор.

Напряжение из промышленной сети поступает на первичную обмотку трансформатора. Сам трансформатор может использоваться любого вида. Состоит он из двух частей: сердечника и обмоток. Сердечник собирается из стали или феррита, обмотки — из проводникового материала.

Принцип работы трансформатора основан на появлении переменного магнитного поля при прохождении тока по первичной обмотке и передачи его на вторичную. Для получения на выходе требуемого уровня напряжения количество витков во вторичной обмотке делается меньше, по сравнению с первичной. Уровень напряжения на вторичной обмотке трансформатора выбирается равным 19 вольт, а его мощность должна обеспечивать троекратный запас по току заряда.

С трансформатора пониженное напряжение проходит через выпрямительный мост и поступает на реостат, подключённый последовательно к аккумулятору. Реостат предназначен для регулирования величины напряжения и тока, путём изменения сопротивления. Сопротивление реостата не превышает 10 Ом. Величина тока контролируется включённым последовательно перед аккумулятором амперметром. Такой схемой не получится заряжать АКБ с ёмкостью более 50 Ач, так как реостат начинает перегреваться.

Упростить схему можно, убрав реостат, а на входе перед трансформатором установить набор конденсаторов, использующихся как реактивные сопротивления для уменьшения напряжение сети. Чем меньше номинальное значение ёмкости, тем меньше напряжение поступает на первичную обмотку в сети.

Особенность такой схемы в необходимости обеспечения уровня сигнала на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем рабочее напряжение нагрузки. Такую схему можно использовать и без трансформатора, но это очень опасно. Без гальванической развязки можно получить поражение электрическим током.

Импульсное устройство подзаряда

Достоинство импульсных устройств в высоком КПД и компактных размерах. В основе прибора лежит микросхема с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Собрать мощное импульсное зарядное устройство своими руками можно по следующей схеме.

В качестве ШИМ контроллера используется драйвер IR2153. После выпрямительных диодов параллельно АКБ ставится полярный конденсатор С1 с ёмкостью в пределах 47−470 мкФ и напряжением не менее 350 вольт. Конденсатор убирает всплески сетевого напряжения и шумы линии. Диодный мост используется с номинальным током более четырёх ампер и с обратным напряжением не менее 400 вольт. Драйвер управляет мощными N-канальными полевыми транзисторами IRFI840GLC, установленными на радиаторах. Ток такой зарядки будет равен до 50 ампер, а выходная мощность до 600 Ватт.

Изготовить импульсное зарядное устройство для автомобиля своими руками можно, используя переделанный компьютерный источник питания формата АТ. В качестве ШИМ контроллера в них используется распространённая микросхема TL494. Сама переделка заключается в увеличении выходного сигнала до 14 вольт. Для этого понадобится правильно установить подстроечный резистор.

Резистор, который соединяется первую ногу TL494 со стабилизированной шиной + 5 В, удаляется, а вместо второго, связанного с 12 вольтовой шиной, впаивается переменный резистор с номиналом 68 кОм. Этим резистором и устанавливается требуемый уровень выходного напряжения. Включение блока питания осуществляется через механический выключатель, согласно указанной на корпусе блока питания схеме.

Устройство на микросхеме LM317

Довольно простая, но стабильно работающая схема зарядки легко выполняется на интегральной микросхеме LM317. Микросхема обеспечивает установку уровня сигнала 13,6 вольт при максимальной силе тока 3 ампера. Стабилизатор LM317 снабжён встроенной защитой от короткого замыкания.

Напряжение на схему прибора подаётся через клеммы от независимого блока питания постоянного напряжения 13−20 вольт. Ток, проходя через индикаторный светодиод HL1 и транзистор VT1, поступает на стабилизатор LM317. С его выхода непосредственно на АКБ через X3, X4. Делителем, собранным на R3 и R4, устанавливается необходимое значение напряжения для открывания VT1. Переменным резистором R4 задаётся ограничение тока подзарядки, а R5 уровень выходного сигнала. Выходное напряжение устанавливается от 13,6 до 14 вольт.

Схему можно максимально упростить, но её надёжность уменьшится.

В ней резистором R2 подбирают ток. В качестве резистора используется мощный проволочный элемент из нихрома. Когда АКБ разряжен, ток заряда максимальный, светодиод VD2 горит ярко, по мере заряда ток начинает спадать и светодиод тускнеет.

Зарядное из источника бесперебойного питания

Сконструировать зарядник можно из обычного бесперебойника даже с неисправностью узла электроники. Для этого удаляется из блока вся электроника, кроме трансформатора. К высоковольтной обмотке трансформатора на 220 В добавляется схема выпрямителя, стабилизации тока и ограничения напряжения.

Выпрямитель собирается на любых мощных диодах, например, отечественных Д-242 и сетевом конденсаторе 2200 мкФ на 35−50 вольт. На выходе получится сигнал с напряжением 18−19 вольт. В качестве стабилизатора напряжения используется микросхема LT1083 или LM317 с обязательной установкой на радиатор.

Подключив аккумуляторную батарею, выставляется напряжение, равное 14,2 вольта. Контролировать уровень сигнала удобно с помощью вольтметра и амперметра. Вольтметр подключается параллельно клеммам батареи, а амперметр последовательно. По мере заряда АКБ его сопротивление будет возрастать, а ток падать. Ещё проще выполнить регулятор с помощью симистора, подключённого к первичной обмотке трансформатора наподобие диммера.

При самостоятельном изготовлении устройства следует помнить про электробезопасность при работе с сетью переменного тока 220 В. Как правило, верно выполненный прибор зарядки из исправных деталей начинает работать сразу, требуется лишь только выставить тока заряда.

Простое автомобильное зарядное устройство и схема индикатора

Автомобильный аккумулятор — это типичный свинцово-кислотный аккумулятор, состоящий примерно из 6 ячеек, каждый по 2 В, так что общее напряжение аккумулятора составляет около 12 В. Типичные значения номинальных значений батареи находятся в диапазоне от 20 Ач до 100 Ач. Здесь мы рассматриваем автомобильный аккумулятор номиналом 40 Ач, поэтому требуемый зарядный ток будет около 4 А. В этой статье описывается принцип действия, конструкция и работа простого автомобильного зарядного устройства от сети переменного тока и секция управления с обратной связью для управления зарядкой аккумулятора.

Принцип работы автомобильного зарядного устройства:

Это простое автомобильное зарядное устройство с индикацией. Аккумулятор заряжается от сети переменного тока 230 В, 50 Гц. Это переменное напряжение выпрямляется и фильтруется, чтобы получить нерегулируемое постоянное напряжение, используемое для зарядки аккумулятора через реле. Это напряжение батареи постоянно контролируется схемой обратной связи, состоящей из делителя потенциала, диода и транзистора. Реле и цепь обратной связи питаются от регулируемого постоянного напряжения (получаемого с помощью регулятора напряжения).Когда напряжение батареи превышает максимальное значение, схема обратной связи спроектирована таким образом, что реле выключается и зарядка батареи прекращается.

Также получите представление о том, как работает схема зарядного устройства свинцово-кислотной батареи?

Схема автомобильного зарядного устройства: Схема автомобильного зарядного устройства

Конструкция автомобильного зарядного устройства

Для разработки всей схемы мы сначала спроектируем три различных модуля — блок питания, обратная связь и раздел нагрузки.

Этапы проектирования источника питания:

1. Здесь желаемой нагрузкой является автомобильный аккумулятор с номинальной мощностью около 40 Ач. Поскольку зарядный ток батареи должен составлять 10% от номинала батареи, требуемый зарядный ток будет около 4А.
2. Теперь требуемый вторичный ток трансформатора будет около 1,8 * 4, т. Е. Ток около 8 А. Поскольку требуемое напряжение нагрузки составляет 12 В, мы можем остановиться на трансформаторе с номиналом 12 В / 8 А. Теперь необходимое среднеквадратичное значение переменного напряжения составляет около 12 В, пиковое напряжение будет около 14.4 В, то есть 15 В.
3. Поскольку здесь мы используем мостовой выпрямитель, PIV для каждого диода должен более чем в четыре раза превышать пиковое напряжение переменного тока, то есть более 90 В. Здесь мы выбираем диоды 1N4001 с рейтингом PIV около 100 В.
4. Поскольку здесь мы также разрабатываем регулируемый источник питания, максимально допустимая пульсация будет равна пиковому напряжению конденсатора за вычетом необходимого минимального входного напряжения для регулятора. Здесь мы используем стабилизатор напряжения LM7812, чтобы обеспечить регулируемое напряжение 5 В для реле и таймера 555.Таким образом, пульсация будет около 4 В (пиковое напряжение около 15 В и входное напряжение регулятора около 8 В). Таким образом, расчетная емкость конденсатора фильтра составляет около 10 мФ.

Проектирование секции обратной связи и нагрузки:

Проектирование секции обратной связи и нагрузки предполагает выбор резисторов для секции делителя напряжения. Поскольку диод будет проводить только тогда, когда напряжение батареи достигнет 14,4 В, номиналы резисторов должны быть такими, чтобы положительное напряжение, подаваемое на диод, было не менее 3 В, когда напряжение батареи примерно равно максимальному.

Имея это в виду и сделав необходимые вычисления, мы выбираем потенциометр 100 Ом и другие резисторы на 100 Ом и 820 Ом каждый.

Также прочтите пост — Работа схемы зарядного устройства солнечной батареи и ее применение

Работа схемы зарядного устройства автомобильного аккумулятора:

Работа схемы начинается после подачи питания. Мощность переменного тока 230 В RMS понижается до 15 В RMS с помощью понижающего трансформатора.Это низковольтное переменное напряжение затем выпрямляется мостовым выпрямителем для создания нерегулируемого постоянного напряжения с пульсациями переменного тока. Конденсатор фильтра пропускает через него пульсации переменного тока, создавая на нем нерегулируемое и фильтрованное постоянное напряжение. Здесь выполняются две операции: — 1. Это нерегулируемое напряжение постоянного тока подается непосредственно на нагрузку постоянного тока (в данном случае аккумулятор) через реле. 2. Это нерегулируемое напряжение постоянного тока также подается на регулятор напряжения для создания регулируемого источника постоянного тока 12 В.

Здесь реле представляет собой реле 1С, а общая точка подключена к нормально замкнутому положению, так что ток течет через реле к батарее, и она заряжается.Когда через светодиод проходит ток, он начинает проводиться, указывая на то, что батарея заряжается. Часть тока также протекает через последовательные резисторы, так что напряжение батареи разделяется с помощью устройства делителя потенциала. Первоначально падение напряжения на делителе потенциала недостаточно для смещения диода. Это напряжение равно напряжению батареи и, таким образом, определяет зарядку и разрядку батареи. Первоначально потенциометр настраивается до середины.Поскольку напряжение батареи постепенно увеличивается, оно достигает точки, когда напряжения на делителе потенциала достаточно для прямого смещения диода. Когда диод начинает проводить, переход база-эмиттер транзистора Q2 приводится в состояние насыщения, и транзистор включается.

Поскольку коллектор транзистора подключен к одному концу обмотки реле, на последний подается напряжение, и точка общего контакта перемещается в нормально разомкнутое положение. Таким образом, источник питания отключается от батареи, и зарядка батареи прекращается.По прошествии некоторого времени, когда батарея начинает разряжаться и напряжение на делителе потенциала снова достигает положения, при котором диод смещен в обратном направлении или находится в выключенном состоянии, транзистор принудительно отключается, и теперь таймер находится в выключенном положении, так что нет выхода. Общая точка реле возвращается в исходное положение, т.е. нормально замкнутое положение. Аккумулятор снова начинает заряжаться, и весь процесс повторяется.

Применение цепи зарядного устройства автомобильного аккумулятора:

1. Эта схема является портативной и может использоваться в местах, где имеется источник переменного напряжения.
2. Может использоваться для зарядки аккумуляторов игрушечных автомобилей.

Ограничения этой схемы:

1. Это теоретическая схема и может потребовать некоторых практических изменений.
2. Зарядка и разрядка аккумулятора может занять больше времени.

Схема и ремонт автомобильного зарядного устройства

Очень часто в автомастерских есть зарядные устройства для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов, однако некоторые зарядные устройства время от времени требуют обслуживания из-за неисправности.Вот несколько примеров и принципиальных схем.

1, простая пусковая схема зарядного устройства батареи

Одна из основных пусковых схем зарядного устройства батареи изображена на следующей диаграмме. Преобразователь имеет два выхода, центральный провод — земля, а два выхода (~ 11,8 В) — источник питания переменного тока; один из них напрямую подключен к диоду, другой — к переключателю для контроля высокого и низкого зарядного тока. Выпрямитель MB 40A, который может выдерживать максимальный ток 40A. Предохранитель цепи перегрузки 20A подключается последовательно, чтобы действовать как защита.

MB40 используется только наполовину, что делает это устройство пригодным для обслуживания, мы можем использовать два других диода на стороне земли, если цепь положительного смещения диодов разомкнута. Токовую защиту от перегрузки можно заменить использованием тех же или аналогичных продуктов.

2, Запуск зарядного устройства со световыми индикаторами

Принцип действия зарядного устройства такой же, как и у базового, на выходе имеется защита от перегрузки по току 10А. Разница в том, что есть 3 светодиода для индикации:
светодиод 3 для включения питания, D4 — это простой выпрямитель, а R6 — для ограничения тока.
Светодиод 2 индикатора зарядки аккумулятора. Во время зарядки или подключения аккумулятора Q2 имеет положительное смещение и включается, поскольку R4 имеет высокое сопротивление, а напряжение базы Q2 низкое. Когда аккумулятор полностью заряжен, Q1 включен, R4 закорочен, следовательно, напряжение Q2 высокое, и он выключен — тогда светодиод 2 выключен.
Светодиод 1 для индикации состояния батареи. Когда напряжение батареи достаточно высокое, D2 будет включен, поэтому светодиод 1 будет включен, в то время как светодиод 2 выключится Q1.
D3 и Q1 на самом деле являются оптопарой EL817.R4 = 100М.

Печатная плата с компонентами выглядит следующим образом:
Технические характеристики устройства защиты 17M-K: 250 В, 10 А и температура от 50 до 160 ° С.

3, с использованием зарядного устройства SCR

SCR действует как диод для выпрямления переменного тока, когда он проводится при выключенном транзисторе. когда батарея полностью заряжена, выходное напряжение достаточно высокое, чтобы включить транзистор и выключить SCR, батарея все еще будет заряжаться триггером. Автоматическое зарядное устройство

Схема проектов

Свинцово-кислотная батарея

является самой популярной.Хотя они очень большого размера. Но у них есть преимущество: дешево, легко купить. Если вам нужна долгая жизнь. Вам следует использовать приведенную ниже схему автоматического зарядного устройства.

Наилучшая зарядка
Обычно эти типы батарей могут работать в течение 3-4 лет при правильной зарядке. Меня тошнит каждый раз, когда батарея выходит из строя раньше положенного срока. Я не хочу, чтобы ты был похож на меня. Не делайте этого!

• Перегрев зарядки
  Главное, аккум не любит горячий ! Ни в коем случае не используйте и не храните их в слишком жарком месте.ИЛИ Если во время использования может произойти короткое замыкание или большой ток, используйте их, они будут слишком горячими. Во время зарядки не происходит быстрой зарядки большим током и высоким напряжением.
• Только постоянное напряжение!
  Мы должны заряжать их только постоянным током.
• Зарядка от перенапряжения
  Обычно производитель аккумуляторов указывает соответствующее напряжение.
  Мы должны использовать заряд постоянного напряжения.
  —12 В, максимальное напряжение батареи 14,8 В, в режиме ожидания — 13,8 В
  —6 В, максимальное напряжение батареи 7.5 В, в режиме ожидания — 6,8 В
• Сильноточная быстрая зарядка
  Но горячая — Таким образом, вам следует использовать начальный ток менее 30%. Например, аккумулятор 12В / 7Ач у вас должен начальный ток меньше 2А. Если мы используем 1А, батарея будет заряжаться примерно на 7 часов.
  
• Недолго
  Кроме того, если вы заряжаете его слишком долго. Аккумулятор тоже сильно нагрелся. Таким образом, когда аккумулятор полностью заряжен, прекратите его зарядку.

Эти две цепи помогают облегчить вашу жизнь.

Простая схема автоматического зарядного устройства

Это первая автоматическая схема зарядного устройства. Мы используем концепцию схемы: без использования микросхем и сложных устройств. Используйте существующие продукты, чтобы получить больше преимуществ.

Мы можем использовать эту схему для всех батарей. Просто нужно понимать требования к зарядке аккумулятора.

• Предназначен для аккумуляторов 12 В. Но если вы уже понимаете принцип работы. Я считаю, что вы определенно можете адаптироваться к батарее 6V или другим.
• Вам следует использовать входное напряжение 15 В или 1,5 напряжения батареи.
• Самое важное —Должен использовать ток зарядного устройства 10% от тока батареи. Например аккумулятор 2,5 Ач. Используйте зарядный ток 0,25А. На полную загрузку уйдет 10-12 часов.

Как это работает

Прежде всего, я думаю: «Когда… зарядить? И когда остановиться? »

Обычно мы должны заряжать аккумулятор, если напряжение ниже 12,4 В. Затем напряжение АКБ повышается и максимальное напряжение 14.4В. Она полна. Нам нужно отключить ток зарядки.

Во-вторых, нам нужно использовать схему компаратора.

Я часто использую операционные усилители IC, такие как LM339, LM311, LM324, LM301. Но иногда мы не можем их купить.

И это наша работа только в простом стиле.

Вначале мы изучаем основной принцип работы электронных компонентов.

Знакомьтесь, стабилитрон

Мне нравится использовать диод, стабилитрон, они оба являются клапанами для электрических токов. Ток будет течь в одном направлении.Но стабилитрон подключен обратно. Затем он блокирует ток, пока напряжение не превысит определенный уровень.

Пробую их проверить с помощью стабилитрона 12 вольт ток через него будет протекать при напряжении выше 12В.

Итак, я использую стабилитрон для обнаружения напряжения выше 13 В для управления системой останова зарядного устройства.

Реле и батарея отключения SCR

Затем я использую реле для управления током в батарее. Потому что дешево и легко используется.

Далее я использую SCR для использования в качестве переключателя быстрого управления.

Простое зарядное устройство с автоматическим отключением аккумуляторов

Приходит посмотреть на схему. Использую от аккумулятора 12В 7Ач и ниже. Значит ток зарядки 2А.

Итак, я использую трансформатор 2А, 12В в нерегулируемом источнике питания. Под нагрузкой или при зарядке — от 13 до 15 В постоянного тока.

Допустим, напряжение АКБ 12,4В. Реле не работает. Зарядный ток непрерывно протекает через аккумулятор.

Пока напряжение АКБ не поднимется до 13.8В. Начинает иметь ток, протекающий через стабилитрон к смещению SCR1.

SCR1 работает. Затем также запускается воспроизведение, втяните контакты NO и C.

Значит, на батарею нет тока.

Как установить и использовать

Вы можете посмотреть видео ниже, я его тестирую. Этот проект всегда будет отключать аккумулятор. Когда на нем падает напряжение 13,6 В.

После этого загорится светодиод LED2 (желтый). Пока реле вытащит из контакта NC-C. Который отсутствует ток к батарее и напряжение ниже.

Затем вы можете снова зарядить, нажав SW2 для сброса, снова зарядите их.

Сильноточная зарядка

Если вы хотите зарядить сильноточную батарею. Например, аккумулятор на 45Ач. Вы должны использовать ток менее 5А. И ток менее 15А.

Также необходимо использовать сильноточный источник питания. Компоненты внутри находятся под высоким током. Например трансформатор 10A-15A, диоды невесты 25A, реле 20A и многое другое.

Думаю, эта схема не подходит для сильноточного аккумулятора.Потому что это может быть ошибка зарядки. Вам нужно использовать заряд постоянного напряжения в режиме ШИМ.

Зарядное устройство 12 В с автоматическим отключением от источника питания SCR

В приведенной выше схеме может возникать ошибка, и ее трудно настроить. Я предлагаю автоматическое зарядное устройство для сухой батареи с использованием SCR для батареи 12 В. Кроме того, он использует батарею на 6 В. Это похоже на приведенную выше схему. Стабилитрон и SCR являются основными частями. Но вместо реле работает SCR. SCR работает в импульсном режиме постоянного тока на фильтрах с конденсатором.

Как работает эта схема

Как схема ниже.Для начала, переменный ток 220 В поступит к трансформатору, чтобы преобразовать его в 15 вольт. Затем перейдите к перемычке диода к выпрямителю переменного тока в постоянный импульс 15 В. LED1 — индикатор питания схемы.

Начало работы SCR1. Потому что 15 В течет к R3, чтобы ограничить ток, чтобы уменьшиться и течь через диод D5.

Он защищает обратное напряжение перед смещением на вывод G SCR1.

Когда SCR1 проводит ток, направьте 15 В через провод K к положительной клемме аккумуляторной батареи.

В идеале, SCR1 будет проводить ток и очень быстро останавливать ток попеременно с частотой 100 Гц.

Так как напряжение 15 В на мостовом диоде является двухполупериодным выпрямителем. Значит выходная частота 50 Гц + 50 Гц. Ток этой функции представляет собой непрерывную положительную половину синусоидальной волны.

Который отличается от напряжения с конденсаторным фильтром, гладким, как прямая линия.

Значит, SCR1 не проводит ток все время. Когда есть положительное напряжение для смещения на выводе G.

Так как форма волны напряжения является импульсом постоянного тока, а не плавной.

SCR перестанет проводить ток.Если отключение — это не положительное напряжение.

Затем сигнал положительного напряжения снова поступает на SCR1. Он снова начнет проводить токи, это было перевернуто с частотой 100 Гц.

Контроль уровня заряда батареи

Для начала положительное напряжение батареи проходит через R2 для уменьшения тока. А C1 будет фильтровать ток для сглаживания.

Во-вторых, ток течет через VR1, чтобы разделить напряжение. Затем стабилитрон ZD1 пропускает перенапряжение на вывод G SCR2.

Регулируем уровень VR1 для установки полной батареи. До тех пор, пока напряжение на отрицательном полюсе ZD1 не станет больше 6,8 В или около 7,3 В.

После этого ZD1 является потоком коллапса напряжения насыщения на подводящий провод G SCR2. Это заставляет SCR2 проводить ток. By R4 является помощником SCR2 в необычайно стабильной работе.

Когда SCR2 работает, возникает отрицательное напряжение, ведущее от K к A. Это приводит к свечению светодиода LED2.

И в то же время SCR1 перестанет проводить ток.

Распиновка ТО-220 и ТО-92 тринисторов

Так как вывод G тринистора 1 получает отрицательное напряжение от тринистора 2.В случае, если батарея имеет более низкое напряжение, напряжение на отрицательном полюсе ZD1 ниже 6,8 В.

Это приводит к тому, что вывод G SCR2 не получает положительного напряжения. Но он может получить только отрицательное напряжение через R4, в результате SCR2 не проводит ток.

Перечень деталей
Резисторы 0,5 Вт 5%
R1, R5: 2K
R2: 1,5 кОм
R3: 560 Ом
R4: 10K
VR1: потенциометр 10 кОм
C1: 100 мкФ 25 В, электролитический конденсатор
SCR711: 2N EC103 или 2N5060SCR
ZD1: 6.8V 1W
D1-D4: 1N5404_Diode
D5: 1N4002_Diode
LED1, LED2: 5M LED, как вы хотите,
PCB и другие и т. Д.

Как сделать и настроить

• После того, как вы подготовили все компоненты. Затем мы успешно припаяли его к печатной плате, как показано на следующем рисунке. Например, у прибора положительный — отрицательный. Правильная ли полярность?

Компоновка компонентов зарядного устройства для сухих аккумуляторов

Точка пайки зарядного устройства для сухих аккумуляторов

Полная сборка всех частей на печатной плате

Аккумулятор 12 В 2.5A

• В целях безопасности, первый шаг, найдите полное напряжение батареи, подключенное к цепи для правильной полярности.
• Подайте AC220V. Затем поверните VR1 по часовой стрелке, пока светодиод 2 не погаснет.
• Для медленного вращения VR1 по часовой стрелке, пока не загорится светодиод 2, затем немедленно остановитесь. Не вращайте слишком много.
• Принцип работы LED2 загорится, когда напряжение батареи достигнет полного. Итак, в первый раз аккумулятор должен быть полностью заряжен.

Примечание:
Извините, я не могу показать вам схему печатной платы.Но можно использовать перфорированную доску .

Пожалуйста, посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять этот проект.

Модификация схемы

Эта схема может изменять напряжение батареи 3-х размеров 6В, 9В, 12В. Мы можем поменять каждое значение детали как аккуратный заряженный аккумулятор.

В обычной цепи мы используем аккумулятор на 12 В. Например, смотрите на корпусе аккумулятор заявлен как 12В 20Ач. Смысл в том, что он может питать токи 20 ампер в час.

Когда вы знаете, что напряжение на аккумуляторе заряжено, теперь мне нужно выбрать трансформатор, который будет использоваться. Используемые трансформаторы тока можно выбрать от 3А.

• Аккумулятор 6В ; Напряжение выходного трансформатора: 9 В; -Напряжение стабилитронов: 3,3 В ; —R3 и R5: 1K
• батарея 9V ; Напряжение выходного трансформатора: 12В; -Напряжение стабилитронов: 4,7В ; —R3 и R5: 1,5K
• Аккумулятор 12 В ; Напряжение выходного трансформатора: 15В; — Напряжение стабилитронов: 6.8В ; —R3 и R5: 2K

Нажмите, чтобы узнать больше:

Свинцово-кислотное зарядное устройство 6 В или 12 В
Easy Many circuit легко для вас

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Всегда старайтесь сделать Electronics Learning Easy .

Создайте свой собственный решения для зарядки аккумуляторов электромобиля

Приведенное ниже примечание по применению должно помочь разработчикам создавать собственные решения для зарядки аккумуляторов электромобилей.При необходимости можно получить помощь от компании.

Популярность электромобилей (EV) в Индии быстро растет. Согласно опросу, рынок электромобилей в Индии увеличится с 3 миллионов единиц в 2019 году до 29 миллионов единиц к 2027 году с среднегодовым темпом роста 21,1 процента. В результате возрастет спрос на зарядные устройства переменного / постоянного тока, интеллектуальные зарядные устройства для электромобилей.

Для эффективной зарядки аккумуляторов и обеспечения их длительного срока службы нам нужна интеллектуальная система управления аккумулятором или система зарядки.Для реализации такой системы зарядки электромобилей компания Holtek разработала интеллектуальные зарядные устройства для электромобилей на основе их недорогого флэш-микроконтроллера (MCU) ASSP HT45F5Q-X для зарядки аккумуляторов электромобилей.

В настоящее время доступны три модели зарядных устройств для электромобилей, подходящие для индийского рынка — с характеристиками 48 В / 4 А, 48 В / 12 А и 48 В / 15 А — для быстрой разработки продукта. Эта интеллектуальная система зарядки на основе полупроводников может поддерживать как литий-ионные, так и свинцово-кислотные батареи.

Блок-схема решения для зарядки электромобилей показана на рис.1. Здесь зарядное устройство ASSP flash MCU HT45F5Q-X является сердцем схемы зарядного устройства для электромобилей со встроенными операционными усилителями (OPA) и цифро-аналоговыми преобразователями (DAC), которые необходимы для функции зарядки аккумулятора.

Рис. 1: Блок-схема зарядного устройства для электромобилей

Технические характеристики флэш-микроконтроллера для зарядного устройства серии HT45F5Q-X показаны на рис. 2. Разработчики могут выбрать подходящий микроконтроллер из серии HT45F5Q-X в соответствии с требованиями своего приложения.

Рис. 2: Технические характеристики HT45F5Q-X

Характеристики и работа зарядного устройства EV для спецификации 48 В / 12 А кратко описаны ниже.В этой конструкции зарядного устройства для электромобилей используется микроконтроллер HT45F5Q-2 для реализации функции управления зарядкой аккумулятора.

MCU включает в себя модуль зарядки аккумулятора, который можно использовать для управления зарядкой с обратной связью с постоянным напряжением и постоянным током для эффективной зарядки аккумулятора. Внутренняя структурная схема микроконтроллера HT45F5Q-2 представлена ​​на рис. 3.

Рис. 3: Блок-схема HT45F5Q-2

Модуль зарядки аккумулятора в HT45F5Q-2 имеет встроенные OPA и DAC, необходимые для процесса зарядки.Следовательно, конструкция снижает потребность во внешних компонентах, таких как шунтирующие регуляторы, OPA и DAC, которые обычно используются в обычных схемах зарядки аккумуляторов. В результате периферийная схема стала компактной и простой, что привело к уменьшению площади печатной платы и низкой общей стоимости.

Работа зарядного устройства EV

Входное напряжение для зарядного устройства EV — это переменное напряжение в диапазоне от 170 до 300 В. Зарядное устройство для электромобилей использует конструкцию полумостового LLC-резонансного преобразователя из-за его характеристик высокой мощности и высокого КПД для получения мощности постоянного тока для зарядки аккумулятора.

В конструкции используется выпрямительная схема для преобразования входного переменного напряжения в высоковольтное выходное постоянное напряжение, а также имеется фильтр электромагнитных помех (EMI) для устранения высокочастотного шума от входного источника питания. ИС контроллера широтно-импульсной модуляции (ШИМ), такая как UC3525, может использоваться для управления полевыми МОП-транзисторами полумостового LLC-преобразователя.

Процесс зарядки аккумулятора контролируется MCU HT45F5Q-2. Он контролирует уровни напряжения аккумулятора и зарядного тока и передает обратную связь на ИС контроллера ШИМ.На основе обратной связи контроллер PWM изменяет рабочий цикл своего сигнала PWM и управляет схемой MOSFET для получения переменного выходного напряжения и тока для зарядки аккумулятора.

Для лучшей защиты HT45F5Q-2 изолирован от остальной части схемы (т. Е. Высоковольтных компонентов) с помощью оптопары. Светодиодные индикаторы уровня заряда аккумулятора позволяют узнать о состоянии зарядки.

Процесс зарядки аккумулятора

Изменение зарядного напряжения и тока во время процесса зарядки графически показано на рис.4. Если напряжение аккумулятора слишком низкое при подключении для зарядки, сначала будет установлен низкий зарядный ток (например, непрерывный заряд (TC)), и начнется процесс зарядки.

Рис. 4: Кривая зарядки аккумулятора

Когда напряжение аккумулятора увеличивается до заданного уровня (Vu), для зарядки применяется постоянное напряжение (CV) и постоянный ток (CC), и продолжается до тех пор, пока аккумулятор не будет полностью заряжен. Батарея считается полностью заряженной, когда напряжение достигает VOFF. Когда зарядный ток падает до Iu, устанавливается конечное напряжение (FV).Ниже описывается процесс контроля напряжения, тока и температуры в этом зарядном устройстве для электромобилей.

(a) Контроль напряжения

Напряжение зарядки определяется на основе начального напряжения аккумулятора, когда он подключен для зарядки. По мере зарядки напряжение зарядки изменяется соответствующим образом, и, наконец, когда аккумулятор полностью заряжен, устанавливается окончательное напряжение. Уровни напряжения зарядки для зарядного устройства 48 В / 12 А поясняются ниже.

• Если напряжение батареи <36 В, TC (0.6A) Зарядка, установка напряжения FV (56 В)
• Если напряжение батареи <40 В, зарядка TC (0,6 A), установка напряжения CV (58 В)
• Если напряжение аккумулятора> 40 В, зарядка CC (12,0 A), установка напряжения CV (58 В)
• При полной зарядке устанавливается напряжение FV (56 В). Если напряжение аккумулятора ниже FV, зарядный ток будет сброшен до CC (12,0 А).

(б) Текущий контроль

Ток зарядки устанавливается в зависимости от напряжения аккумулятора. Первоначально, если напряжение батареи слишком низкое, для зарядки батареи будет установлен ток капельной зарядки.Как только напряжение аккумулятора достигает определенного уровня, для зарядки подается постоянный ток, пока аккумулятор не зарядится полностью. Уровни выбора зарядного тока для зарядного устройства 48 В / 12 А перечислены ниже.

• Ток зарядки <1,2 А, определение окончания зарядки
• Ток зарядки> 0,2 А, определение начала зарядки

(c) Защита от перегрева

Зарядное устройство EV имеет термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) для контроля температуры и вентилятор для регулирования нагрева.При повышении температуры автоматически включается вентилятор для отвода тепла; он отключается, когда температура снижается до нижнего установленного порога. Кроме того, вентилятор включается при высоком токе зарядки и выключается при низком токе зарядки.

• Когда температура NTC> 110 ° C, зарядный ток будет снижен до 50% от зарядного тока и будет периодически контролироваться

(d) Светодиодные индикаторы состояния зарядки

Они перечислены ниже.

• Зарядка TC, красный свет медленно мигает (0,3 сек горит, 0,3 сек выкл)
• CC, зарядка CV, красный свет быстро мигает (0,1 с горит, 0,1 с не горит)
• Когда не заряжается, горит зеленый свет
• Когда время зарядки превышает восемь часов, горят красный и зеленый свет

(e) Продолжительность зарядки

Когда продолжительность зарядки превышена (продолжительность зависит от емкости аккумулятора), напряжение падает до FV, ток снижается до TC, и зарядное устройство постоянно контролирует напряжение аккумулятора.

Схема и сборка печатной платы

Схема зарядного устройства Holtek EV для типа 48V / 12A показана на рис. 5 для справки, а его печатная плата в сборе показана на рис. 6.

Рис. 5: Схема зарядного устройства электромобиля на 48 В / 12 А

Скачать оригинал:

Нажмите здесь

Флэш-MCU HT45F5Q-2 ASSP также может использоваться для разработки решений с более высокой мощностью. Он предлагает программируемую опцию для установки пороговых значений параметров, что делает его очень удобным для зарядных устройств электромобилей.Holtek предоставляет технические ресурсы, такие как блок-схема, схемы приложений, файлы печатных плат, исходный код и т. Д., Чтобы помочь дизайнерам в быстрой разработке продукта и ускорить вывод продукта на рынок.

Рис. 6: Сборка печатной платы зарядного устройства для электромобилей

Платформа для разработки зарядных устройств для электромобилей серии HT45F5Q-X также скоро будет доступна. Используя этот программный инструмент, пользователи смогут легко выбрать напряжение / ток зарядки и другие параметры для создания программы. Это приложение также сможет сгенерировать программу, содержащую стандартный процесс зарядки, тем самым значительно упростив процесс разработки.

---

Кришна Чайтанья Камасани — директор по операциям в Индии в Holtek Semiconductor

Как заряжать несколько аккумуляторов 12 В в линии

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор: S. Hussain Ather

Зарядка аккумуляторов может оказаться полезной для долгосрочных проектов и экономии энергии. Процесс зарядки аккумуляторов с использованием такого устройства, как зарядное устройство, означает создание электрической цепи для увеличения заряда, накопленного в отдельных батареях.Вы можете узнать больше об этих схемах, чтобы вы тоже могли узнать, как лучше всего заряжать батареи с помощью зарядного устройства.

Эти руководства и объяснения того, как заряжать батареи в соответствии друг с другом, означают, что вы собираетесь строить электрические схемы, которые могут использовать преимущества работы зарядных устройств для надлежащей зарядки аккумуляторов.

Будьте осторожны при работе с цепями, так как вы не должны касаться концов провода, если они не изолированы, чтобы защитить себя, и не прикасайтесь к цепи, если провода или батареи влажные.Не смешивайте батареи разных размеров, которые имеют разное напряжение или емкость в ампер-часах, и при необходимости используйте резиновые перчатки, чтобы изолировать руки от электричества и защитить себя.

Последовательные цепи посылают ток в одном направлении по контуру, в то время как параллельные цепи посылают ток по разным путям через ветви. Последовательный и параллельный методы означают, что зарядка 12-вольтовых (12 В) аккумуляторов в линии может осуществляться по последовательной или параллельной схеме. В последовательных цепях ток постоянен по всей цепи, а напряжение изменяется на каждом элементе цепи.

В параллельных цепях падение напряжения в каждой ветви цепи одинаковое, в то время как ток изменяется во всей цепи.

Последовательная зарядка аккумуляторов

При последовательной зарядке 3 аккумуляторов 12 В, последовательно друг за друга, каждое напряжение каждой батареи будет увеличиваться на величину, определяемую законом Ома

В = IR

для напряжения В (в вольтах), ток I (в амперах) и сопротивление R (в омах).Это затрудняет зарядку батареи, потому что повышение напряжения будет обеспечивать разные заряды каждой батареи.

Вы можете использовать зарядное устройство для самих аккумуляторов, которое более эффективно использует увеличенное выходное напряжение, но последовательное подключение аккумуляторов не влияет на емкость AH цепи, измерение того, сколько энергии может хранить аккумулятор. Это означает, что вам следует сосредоточиться на повышенном напряжении и способах его использования для зарядки нескольких батарей 12 В, например, с помощью зарядного устройства с таким же напряжением, что и каждая батарея.

Одна из основных конфигураций для последовательной зарядки аккумуляторов заключается в подключении положительного выхода зарядного устройства (красного цвета) к положительному полюсу одной из батарей. Затем подключите отрицательный конец батареи к положительному полюсу следующего, и продолжайте делать это с остальными батареями.

Для последней батареи подключите отрицательный конец батареи к отрицательному выводу (черный) зарядного устройства. Если у вас два зарядных устройства, вы можете вместо этого подключить как положительный, так и отрицательный выходы зарядного устройства для первого зарядного устройства к первой батарее и подключить как положительный, так и отрицательный выходы зарядного устройства для второго зарядного устройства к последней батарее.

В случае использования двух или более зарядных устройств вы можете найти общее напряжение источника батареи, суммируя каждое зарядное устройство. Если вы найдете зарядное устройство для каждой батареи, это может гарантировать, что каждая батарея будет заряжена до полной емкости. Использование большего количества зарядных устройств может быть более идеальным, поскольку это гарантирует, что каждая батарея будет заряжаться одновременно, но это зависит от ваших потребностей. Для последовательной зарядки аккумуляторов на 6 В с зарядным устройством на 12 В можно использовать одно зарядное устройство.

Знание разницы между последовательными и параллельными цепями для зарядки аккумуляторов может помочь вам повысить эффективность ваших аккумуляторов с помощью различных методов в результате различной физики между последовательными и параллельными цепями.В то время как последовательная зарядка аккумуляторов может восстановить их заряд, увеличивая напряжение на каждой из них, параллельная зарядка аккумуляторов работает по-разному.

Параллельная зарядка аккумуляторов

При параллельной зарядке аккумуляторов вы заряжаете не напряжение аккумуляторов, а, скорее, ампер-часов емкости аккумуляторов. Емкость AH, также известная как спецификация или рейтинг AH, сообщает вам произведение тока батареи на то, как долго батарея может вырабатывать этот ток.Значение AH также изменяется в зависимости от того, как долго используется аккумулятор. Оценка «100 Ач при 2 часах» говорит о том, что батарея может обеспечивать ток 5 ампер в течение 20 часов. Рассчитайте эти значения, чтобы определить, как параллельная цепь изменяет емкость AH.

Имейте в виду соответствующие отрезки времени, связанные с каждой емкостью AH. Батарея с маркировкой 100 Ач не будет обеспечивать 100 ампер тока в течение одного часа. Вероятно, он будет обеспечивать только около 40 минут тока при 100 ампер. Это связано с тем, что свинцово-кислотные батареи теряют способность пропускать ток по мере увеличения скорости разряда в результате действия закона Пойкерта .

Параллельно аккумуляторы имеют повышенную емкость AH, даже если напряжение на всех аккумуляторах одинаково. Параллельная установка схемы может использовать ее ветви, чтобы увеличить время, в течение которого батарея может питать элементы при емкости AH. Если вы хотите настроить параллельную схему зарядки, батареи по-прежнему будут заряжаться только до своего стандартного напряжения. Зарядка аккумуляторов в параллельной цепи означает, что вы должны учитывать, как увеличится емкость AH.

Пример метода параллельной зарядки аккумуляторов заключается в использовании одной ветви параллельной цепи для зарядки каждой батареи с помощью одного зарядного устройства.Подключите положительный вывод зарядного устройства к положительной клемме первой батареи и подключите эту положительную клемму к положительной клемме второй батареи. Продолжайте это, пока не подключите все батареи. Затем подключите отрицательный выход зарядного устройства к отрицательному полюсу первой батареи и продолжайте подключать каждый отрицательный конец так же, как вы это делали для положительных концов.

Применение этих методов

Существуют и другие способы подключения цепей для зарядки аккумуляторов.Хотя в этих примерах использовались чисто последовательные и чисто параллельные цепи, вы можете подключать батареи, используя гибриды последовательно-параллельных цепей. Эти типы цепей используют элементы, которые создают замкнутые контуры, которые вы найдете в последовательных цепях, а также ответвления для распределения тока по различным путям в параллельных цепях.

Один из способов продемонстрировать последовательно-параллельную схему — использовать четыре батареи с одним зарядным устройством. Подключите положительный вывод зарядного устройства к положительной клемме первой батареи, а затем подключите положительную клемму батареи к положительной клемме второй батареи.

Аналогичным образом подключите отрицательный вывод зарядного устройства к отрицательной клемме третьей батареи, а затем подключите отрицательную клемму третьей батареи к отрицательной клемме четвертой. Наконец, подключите отрицательные клеммы первой и второй батарей к положительным клеммам третьей и четвертой батарей соответственно.

Эта установка создает последовательные цепи между двумя батареями, а также соединяет две батареи параллельно друг другу.Если бы вы решили эту схему, используя уравнения физики и математики для описания тока и напряжения, вам пришлось бы рассматривать последовательные компоненты как идущие последовательно друг с другом, а параллельные компоненты — параллельно.

Эта конфигурация, известная как 2s2p для последовательных и параллельных компонентов, на самом деле используется в четырехэлементных энергетических ячейках за счет соответствующего увеличения напряжения и емкости AH. Эти схемы дополнительно регулируются с помощью интегральных схем, микросхем микросхем резисторов, конденсаторов, транзисторов и других элементов на полупроводнике (материале, который может проводить электричество), которые были изобретены для уменьшения количества необходимых компонентов в схеме до одного кристалла.

Ионы лития, в частности, используют комбинацию ячеек параллельно и добавляя их последовательно, чтобы уменьшить сложность напряжений и поддерживать ячейки при нормальных значениях напряжения.

Как работает автомобильный аккумулятор

Свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор на 12 В. Эти большие и довольно тяжелые батареи используются в каждом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания на планете. Они являются неотъемлемой частью автомобиля. Итак, что он делает и как работает? Это то, о чем мы расскажем в этой статье, спонсируемой Squarespace.Зайдите на squarespace.com, чтобы начать бесплатную пробную версию, или воспользуйтесь набором идей разработки кода, чтобы сэкономить 10% на сайтах и ​​доменах.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство по YouTube.

Что такое автомобильный аккумулятор?

Свинцово-кислотный аккумулятор

Автомобильный аккумулятор на 12 В выглядит примерно так.

Это свинцово-кислотный аккумулятор. Мы называем это свинцово-кислотной батареей, потому что внутри устройства находятся свинцовые пластины, погруженные в кислоту. Это создает химическую реакцию, которая высвобождает энергию и дает нам напряжение и ток.

Химическая реакция

Таким образом, аккумулятор накапливает энергию в виде химической энергии. Не хранит электричество. Эта химическая энергия преобразуется в электрическую, когда нам это нужно. Эта батарея также является перезаряжаемой, если мы подадим на батарею электричество, мы сможем обратить вспять химическую реакцию и перезарядить батарею.

Зарядка с помощью генератора переменного тока

Эти типы батарей могут обеспечивать большой ток, особенно по сравнению с типичными бытовыми щелочными батареями меньшего размера.

Мы рассмотрели, как работают щелочные батареи в нашей предыдущей статье, проверьте ЗДЕСЬ.

Почему в автомобиле используется аккумулятор?

Типичный автомобильный аккумулятор находится в моторном отсеке автомобиля. Аккумулятор сначала используется для запуска двигателя, и он делает это, обеспечивая электричеством небольшой электродвигатель, известный как стартер. Он также подает электричество в систему зажигания, чтобы начать сгорание топлива.

Стартер включает небольшую шестерню на маховик двигателя.Он поворачивает коленчатый вал, который запускает двигатель внутреннего сгорания, после этого малая шестерня выключается, и двигатель запускается сам по себе. Стартер должен обеспечивать огромное усилие, чтобы вращать маховик, поэтому стартер будет потреблять очень большой ток, возможно, сотни ампер, но всего в течение нескольких секунд. Этот большой ток приведет к уменьшению энергии, хранящейся в батарее. Так что нам нужно снова пополнить его.

Стартер

К двигателю подключен генератор переменного тока.Генератор приводится во вращение двигателем и вырабатывает электричество. Он возвращается в аккумулятор для его подзарядки.

Генератор

Пока двигатель работает, генератор подзаряжает аккумулятор, но он также обеспечивает электроэнергией такие вещи, как освещение и музыкальная система. Когда потребность в электричестве превышает то, что может обеспечить генератор, аккумулятор обеспечивает дополнительную мощность, которая снова разряжает аккумулятор.

Если двигатель выключен, генератор перестанет вращаться и перезаряжать аккумулятор, поэтому аккумулятор будет обеспечивать полную электрическую мощность до тех пор, пока он не разрядится.На данный момент аккумулятор не может обеспечить достаточно электричества для запуска двигателя, поэтому нам нужно запустить машину от внешнего источника.

Основные части

Давайте взглянем на основные части автомобильного аккумулятора, и тогда мы поймем, как он работает.

Прежде всего, у нас есть пластиковый корпус, в котором собраны все внутренние компоненты. Сверху у нас есть пластиковая крышка и две клеммы, положительная и отрицательная, которые называются клеммами.

Сняв крышку, мы можем заглянуть внутрь.Обратите внимание, что корпус разделен на 6 отдельных камер, каждая из которых разделена пластиковой стенкой. Каждая камера называется ячейкой. Каждая ячейка вырабатывает около 2,1 В постоянного или постоянного тока. Каждая ячейка соединена последовательно, отрицательная часть одной ячейки соединена с плюсом следующей ячейки, что дает нам общее напряжение около 12,6 В.

6 отдельных камер

Это то же самое, как если бы вы соединяли бытовые щелочные батареи вместе, их напряжения складываются вместе, чтобы обеспечить более высокое общее напряжение.

Каждая ячейка в батарее соединена с помощью пластинчатой ​​ленты, которая сделана из свинца. Они свариваются через пластиковую стенку, образуя соединение.

Когда мы смотрим на батарею с этой точки зрения, мы видим, что ток течет через элементы батареи от положительного к отрицательному, и это с использованием традиционной теории тока. На самом деле происходит то, что электроны текут в противоположном направлении от отрицательного к положительному. Но мы поговорим об этом немного позже в статье.

Обратите внимание, что в каждой ячейке есть две планки для планшетов. Один положительный и один отрицательный. Они называются пластинчатыми лентами, потому что каждая полоса соединена с несколькими пластинами, которые представляют собой листы свинца.

Пластины имеют решетчатую структуру, увеличивающую площадь поверхности. Сетки покрыты пастой из оксида свинца. Паста — это место, где происходит химическая реакция, и мы увидим это чуть позже в статье. Паста действует как губка и впитывает часть электролитной жидкости, что улучшает характеристики аккумулятора.Размер пластины определяет, какой ток может обеспечить батарея, но не меняет напряжение. Используемые материалы и количество пластин определяют напряжение, создаваемое каждой ячейкой. Сетка удерживает пасту на месте, чтобы обеспечить равномерное распределение тока по пластине и помогает транспортировать электроны из батареи и по электрической цепи.

Отрицательная пластина — это анод, и это пластина из чистого свинца, хотя для упрочнения свинца и защиты от коррозии добавляются небольшие количества добавок.Положительная пластина — это катод, сделанный из оксида свинца. Пластины сделаны из разнородных материалов, которые образуют химическую реакцию и высвобождают электроны. Однако мы не хотим, чтобы положительная и отрицательная пластины соприкасались друг с другом, это может привести к короткому замыканию аккумулятора. Поэтому вместо этого мы помещаем каждую положительную пластину в разделитель конвертов. Это пористый материал, который позволяет ионам проходить сквозь него без прямого контакта материалов друг с другом.

Положительная пластина

Положительная и отрицательная пластины располагаются между собой с небольшим зазором между ними.Затем камера заполняется жидким электролитом, состоящим из серной кислоты и воды. Следовательно, аккумулятор называется свинцово-кислотным.

Положительные и отрицательные

Основы электроэнергетики

Мы хотим кратко рассказать об основах электричества, чтобы вы поняли, как работает аккумулятор в следующей части.

Электроны

Электричество — это поток электронов в цепи. Нам нужно, чтобы много электронов текло в одном направлении через провод, чтобы мы могли размещать на пути электронов предметы, например, лампочки.Электроны должны пройти через это, и при этом они излучают свет. Когда много электронов течет в одном направлении, хорошо называть это током.

Атомы

Каждый материал состоит из атомов. Атомы имеют разное количество протонов, нейтронов и электронов, что и отличает материал. Некоторые материалы, такие как медь, имеют электрон, который может свободно перемещаться к другим атомам. Если мы подключим источник питания, например аккумулятор, к медному проводу, напряжение подтолкнет электроны, и они устремятся к положительной клемме аккумулятора.

Мы сказали, что электроны текут от отрицательного к положительному. Это называется потоком электронов, это теория о том, как работает электричество, и о том, что происходит на самом деле. Но, возможно, вы привыкли видеть обычный ток, который изменяется от положительного к отрицательному, это первоначальная теория, известная как обычный ток. Это было ошибочно доказано Джозефом Томпсоном, который открыл электрон и обнаружил, что они текут от отрицательного к положительному.

Джозеф Томпсон

Однако мы до сих пор используем традиционную теорию тока при проектировании электрических цепей.Если мы посмотрим на эту простую схему, мы всегда должны предположить, что ток течет от положительного к отрицательному, но инженеры и ученые знают, что электроны на самом деле текут в противоположном направлении. Электрические формулы, которые мы используем, по-прежнему будут давать одни и те же ответы независимо от того, в каком направлении течет электричество, так что это не имеет особого значения.

Постоянный ток

Есть два типа электричества: постоянный ток, который мы получаем от батарей. Электроны в этом типе выталкиваются в одном направлении.Это называется постоянным током. Думайте об этом, как о воде, текущей по реке. Другой тип электричества — это переменный или переменный ток, который вы получаете от электрических розеток в своих домах. В этом типе электроны постоянно толкаются и тянутся вперед и назад. Думайте об этом типе как о приливе и отливе моря.

Переменный ток

Когда мы смешиваем вместе определенные материалы, мы можем вызвать химические реакции. Это когда атомы одного материала взаимодействуют с атомами другого материала.Во время этого взаимодействия атомы будут связываться или распадаться. Электроны также могут быть освобождены или захвачены атомами во время реакции.

Химическая реакция

Когда мы говорим об атомах, вы обычно слышите термин ион. Ион — это атом, у которого неравное количество протонов или электронов. Атом имеет нейтральное изменение, когда у него одинаковое количество протонов и электронов, потому что протоны положительно изменены, а электроны заряжены отрицательно, поэтому они уравновешиваются. Если в атоме больше электронов, чем протонов, то это отрицательный ион.Если в атоме протонов больше, чем электронов, это положительный ион.

Ion

Как это работает

Вместо того, чтобы пытаться понять эту сложную конструкцию, мы собираемся упростить ее до этой простой модели ячейки с одним катодом и анодом.

В этой ячейке находится жидкий электролит, состоящий на 1/3 серной кислоты и 2/3 воды.

У нас есть положительный электрод, который является катодом, он сделан из оксида свинца (PbO ₂ )

У нас есть положительный электрод, который является анодом, он сделан из чистого свинца (Pb)

Катод и анод

Когда эти материалы объединить, мы получим небольшую химическую реакцию между атомами.Мы покажем атомы этих материалов этими цветными сферами.

Положительный катодный вывод оксида свинца (PbO ₂ ) будет реагировать с сульфатом (SO ₄ ^-2 ) в электролите, это сформирует слой сульфата свинца (PbSO4) на катодном выводе. . Во время этой реакции ион кислорода (O ₂ ^-2 ) выбрасывается с катода в электролит. Попадая в электролит, эти ионы кислорода объединяются с ионами водорода (H +) с образованием воды (H ₂ O).

В то же время атомы свинца на аноде будут реагировать с ионами сульфата (SO ₄ ^-2 ) в электролите. Эта реакция приведет к образованию слоя сульфата свинца (PbSO ₄ ) вокруг электрода. Во время этой реакции два электрона высвобождаются и собираются на отрицательной клемме.

Итак, теперь у нас есть скопление электронов на отрицательной клемме. Поскольку электроны заряжены отрицательно, это означает, что у нас есть разница в заряде на двух клеммах, и мы можем измерить это с помощью вольтметра или мультиметра.

Если вы думаете о магните, противоположные концы притягиваются, а одинаковые концы отталкиваются. Электроны заряжены отрицательно, поэтому они отталкиваются друг от друга и притягиваются к положительному полюсу, на котором меньше электронов. Но они не могут этого достичь. Если мы обеспечим путь для электронов, такой как провод, то электроны будут проходить через него, чтобы добраться до положительного вывода. Затем мы можем поместить на пути этих электронов такие предметы, как лампу, и использовать их для выполнения такой работы, как освещение лампы.

Пока существует путь, химическая реакция продолжается, но это не будет длиться вечно. Химические вещества, необходимые для реакции, закончатся. Кислота становится более разбавленной и слабой, и наложения сульфата свинца покрывают оба электрода, это означает, что материалы становятся более похожими, и химическая реакция становится более сложной.

Но, к счастью, эта химическая реакция может быть обращена вспять, поэтому, если мы запитаем батарею электричеством от генератора переменного тока, мы можем начать обратную реакцию.

Может обратная реакция

Электроны входят в отрицательную клемму и снова соединяются с сульфатом свинца, высвобождая сульфат в электролит, оставляя только свинец на отрицательной пластине. Ионы сульфата попадают в электролит и объединяются с ионом водорода, высвобождая ион кислорода, так что кислота электролита становится сильнее. Ион кислорода соединяется со свинцом, образуя оксид свинца, который высвобождает сульфат обратно в электролит, снова делая его сильнее.

Если мы оставим батарею полностью разряжаться слишком долго или слишком много раз, будет очень трудно обратить вспять химическую реакцию.Кроме того, слой сульфата может оторваться от электродов и акклиматизироваться на дне батареи, что будет означать, что он больше не участвует в химической реакции, поэтому батарею необходимо отремонтировать или заменить.

Итак, когда мы смотрим на батарею, эта химическая реакция происходит между каждой пластиной в каждой ячейке, чтобы обеспечить ток в сотни ампер для запуска стартера, а также обеспечить напряжение для питания фонарей и т. Д. Затем он перезаряжается с помощью генератор.

Проверка автомобильного аккумулятора мультиметром

Чтобы проверить напряжение автомобильного аккумулятора, мы просто переключаемся на настройку постоянного напряжения на нашем мультиметре, а затем подключаем красный провод к положительному, а черный провод к отрицательному. Мы должны увидеть напряжение около 12,6 В, если оно ниже 12, значит, батарея не работает должным образом.

Двигатель выключен

Когда мы заводим автомобиль, напряжение падает, потому что стартер потребляет большой ток. Напряжение упадет примерно до 11 вольт, если оно упадет ниже примерно 10 вольт, аккумулятор не работает должным образом.

Запуск двигателя

После запуска двигателя генератор переменного тока должен вырабатывать электричество, поэтому мы должны увидеть более высокое напряжение около 14 вольт, потому что генератор перезаряжает батарею, и напряжение должно быть выше, чтобы помочь вернуть электроны и обратная химическая реакция.

Engine Running

Но теперь, когда вы все заряжены, зайдите на сайт squarespace.com, чтобы создать свое собственное присутствие в Интернете, наполненное функциями, позволяющими людям запускать, делиться и продвигать свои собственные проекты.

Существуют мощные инструменты для ведения блога, позволяющие демонстрировать фотографии, видео и новости о ваших проектах.

Вы можете легко запланировать встречи на занятиях и занятия с членами команды и клиентами с помощью встроенного инструмента. И вы даже можете собирать платежи или пожертвования, чтобы поддержать свое дело.

Посетите squarespace.com, чтобы получить бесплатную пробную версию, а когда будете готовы к запуску, перейдите на squarespace.com/engineeringmindset, чтобы сэкономить 10% на первой покупке веб-сайта или домена.

---

Электрическая схема электромобиля и системы зарядки.

Контекст 1

… двунаправленный стабилизатор мощности реализует гибкое управление потоком мощности каждую секунду. 330 В постоянного тока аккумуляторной батареи автомобиля преобразуется в 200 В переменного тока однофазной трехпроводной распределительной системы. Типичная схема силовой электроники используется для преобразования энергии, как показано на рис. 3. Батарея электромобиля подключена к обратному повышающему преобразователю через схему аналогового фильтра, подавляющего составляющие пульсации постоянного тока.Инвертор межсоединений контролирует активную мощность для управления V2G и реактивную мощность для изолированного …

Контекст 2

… в нужный момент UART (универсальный асинхронный приемный передатчик), а затем UART получает отправку обратный сигнал. Двунаправленный стабилизатор мощности реализует гибкое управление потоком мощности каждую секунду. 330 В постоянного тока аккумуляторной батареи автомобиля преобразуется в 200 В переменного тока однофазной трехпроводной распределительной системы. Для преобразования энергии используется типичная схема силовой электроники, как показано на рис.3. Батарея электромобиля подключена к обратному повышающему преобразователю через схему аналогового фильтра, подавляющую составляющие пульсации постоянного тока. Инвертор межсоединений управляет активной мощностью для управления V2G и реактивной мощностью для обнаружения изолирования. Системная частота эмулируется на цифровом симуляторе с моделью энергосистемы, включая возобновляемые источники энергии и несколько электромобилей. Затем программируемый источник питания переменного тока генерирует мгновенное напряжение 200 В, соответствующее эмулируемой системной частоте.Предлагаемая система поддерживает как прямое соединение с реальной энергосистемой, так и соединение с имитируемым источником энергии. Централизованная схема LFC может быть реализована с учетом двусторонней связи между контроллером интеллектуального интерфейса и цифровым симулятором. На рис. 4 показана временная диаграмма взаимодействия компонентов. Прежде всего, начальные последовательности CHAdeMO устанавливаются путем проверки безопасности электромобиля и зарядного устройства. Контроллер интеллектуального интерфейса пробуждает электромобиль аналоговым сигналом (запуск / остановка зарядного устройства1), а затем обмен информацией осуществляется посредством связи CAN.После проверки совместимости блокировка разъема, проверка изоляции и повторное включение реле электромобиля выполняются посредством управления тремя аналоговыми сигналами (проверка разъема, включение / выключение зарядки, запуск / остановка зарядного устройства2). Расположение выводов каждой линии на разъеме показано на рис. 5. В соответствии с первоначальной последовательностью SOC аккумулятора и другие рабочие условия электромобиля и зарядного устройства меняются каждые 0,1 с. Когда контроллер интеллектуального интерфейса обнаруживает условия завершения, выполняются последовательности завершения CHAdeMO.В автономном распределенном управлении уставка V2G определяется характеристиками спада в сочетании с девиацией частоты системы, показанной на рисунке 6 [10]. Когда приближается заданное пользователем время отключения, V2G переключается на интеллектуальную зарядку для выполнения запланированной зарядки. При интеллектуальной зарядке смещение в половину максимальной выходной мощности добавляется к уставке V2G, а коэффициент усиления снижается до одной трети от значения V2G. Если SOC составляет менее 50%, активируется интеллектуальная зарядка, чтобы подготовиться к экстренному отъезду.В этом исследовании усиление спада установлено равным 600 Вт / 0,01 Гц с учетом компромисса между возможностью управления и фактическим состоянием отклонения частоты в экспериментальной среде.